En 2032 se creará una red de hidrógeno de 9.700 km de longitud para que la industria sea climáticamente neutra.
En los próximos diez años se creará en Alemania una red central de hidrógeno para garantizar el suministro de gas neutro para el clima a la industria en particular.
Se invertirán unos 20.000 millones de euros y será financiada por el sector privado a través de la asociación de empresas de transporte de gas.
Las autopistas H2 de la transición energética se basan en un 60% en los gasoductos de gas natural existentes, que se están reconvirtiendo. La red de hidrógeno sirve de elemento de interconexión entre la importación, la producción y el suministro de hidrógeno verde.
La bautizada como red central de hidrógeno desatará el nudo en torno a la infraestructura para el gas neutro para el clima. 9.700 km de líneas de red garantizarán que los centros importantes estén directamente conectados y que ciudades medianas también tengan la oportunidad de participar con líneas más pequeñas.
El hidrógeno deberá circular por Alemania a través de las nuevas autopistas del gas ya en 2025. El primer paso será conectar los proyectos europeos IPCEI. El proyecto final de la red de hidrógeno se elaborará en el primer trimestre de 2024; las consultas con otras partes interesadas aún pueden dar lugar a cambios.
La red básica de hidrógeno en sus dimensiones actuales se considera una clara inversión de futuro. En 2030 se dispondrá de una capacidad de alimentación de 270 teravatios hora, pero para entonces sólo se necesitarán entre 95 y 130 teravatios hora.
Alemania confía mucho en el hidrógeno para, por ejemplo, descarbonizar la industria siderúrgica, de alto consumo energético, y hacerla apta para el futuro. Además de abastecer a la industria, otra razón es la seguridad del suministro: junto a las instalaciones de almacenamiento en cavernas que se están reconvirtiendo a hidrógeno, también se van a construir instalaciones adicionales de almacenamiento de hidrógeno. Al igual que las actuales instalaciones de almacenamiento de gas natural, su contenido se utilizará cuando las fuentes de energía renovables no sean suficientes.
Además, la red central de hidrógeno del gobierno alemán es también un gran proyecto para garantizar la independencia energética. Aunque actualmente se negocia con once países la importación de hidrógeno por barco (en forma de amoníaco) o por tuberías (entre ellos Dinamarca, Países Bajos, Francia, España, Bélgica, Portugal…), el plan claro es producir a largo plazo entre el 30% y el 50% del hidrógeno necesario en el país.
Para 2030 está prevista una capacidad de electrólisis de 10 gigavatios: Siemens Energy acaba de inaugurar en Berlín su planta de producción en serie de electrolizadores.
Para desarrollar la red central de hidrógeno, se están reconvirtiendo a gran escala los gasoductos de gas natural existentes para el uso de hidrógeno. Al mismo tiempo, hay que garantizar que la red de gasoductos de larga distancia restante pueda seguir cubriendo la demanda prevista de gas natural. Por lo tanto, en algunos puntos son necesarias medidas de refuerzo del gas natural. El proyecto de solicitud actual prevé que, para unos 5.000 km de gasoductos reconvertidos de los gestores de redes de transporte, se necesitarán nuevos gasoductos de refuerzo de gas natural muy cortos en algunos puntos. Estos nuevos gasoductos suelen tener unos pocos kilómetros de longitud, a veces incluso menos de un kilómetro (unos 600 km en total).
Quienes quieran comprar hidrógeno a partir de 2025 tendrán que pagar cánones de red -similares a los de la electricidad- o los gestores de las redes de transporte los utilizarán para recuperar sus inversiones. Sin embargo, como al principio habrá relativamente pocos clientes, el Estado quiere hacer pagos por adelantado durante los próximos 20 años para que la utilización siga siendo asequible y fomentar el despegue de la economía del hidrógeno.
Integración de las autopistas H2 en Europa.
La integración de la red principal en una red europea del hidrógeno, prevista en la Estrategia Nacional del Hidrógeno del Gobierno alemán, pretende establecer a medio plazo una cooperación más estrecha con los Estados miembros de la Unión Europea. Esta cooperación permitirá una aceleración coordinada del mercado, establecerá normas comunes, facilitará la armonización y permitirá importaciones coordinadas.
El Gobierno alemán parte de la base de que, a largo plazo, la mayor parte del hidrógeno necesario en Alemania se cubrirá con importaciones procedentes del extranjero. Según los escenarios actuales, se importará entre el 50% y el 70% de la demanda de hidrógeno. Los proyectos de infraestructuras de interés común desempeñan un papel importante en el escenario de la red central de hidrógeno y conectan los sistemas energéticos de los Estados miembros de la Unión Europea.
Los invernaderos son cada vez más populares en la agricultura y se calcula que cubren más de 450.000 hectáreas en todo el mundo. Proporcionan un clima controlado y, en muchos lugares, pueden ampliar la temporada de cultivo mucho más de lo que es posible al aire libre. Pero mantener una temperatura constante puede tener un coste. Un ejemplo lo tenemos en la provincia de Almería, referente a nivel Europeo y mundial.
En el interior se dan condiciones de picos de temperatura que suelen afectar a la producción agrícola por enfriamiento o sobrecalentamiento.Graciela Viegas, arquitecta del Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas de la Universidad Nacional de La Plata en Argentina.
Para solucionar esta situación, los agricultores suelen recurrir a la quema de combustibles fósiles para obtener calor, lo que resulta costoso y contribuye al cambio climático.
Ahora, Viegas y su equipo de investigación han desarrollado un sistema térmico pasivo para su uso en invernaderos que es más eficiente y mantiene el calor durante más horas que los sistemas existentes.
El sistema se basa en materiales de bajo coste, lo que lo hace atractivo para su uso en comunidades desfavorecidas.
Los investigadores probaron ambos métodos en un laboratorio al aire libre de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad Nacional de La Plata.
Los pusieron en un invernadero con una superficie cubierta de polietileno de 9 m2 y 200 micras de espesor.
Ninguno de los dos dio los mejores resultados. Tras observar los resultados preliminares, el equipo decidió probar un sistema híbrido: módulos hechos con bloques de hormigón premoldeados y tubos de PVC rellenos de agua.
Durante el periodo de investigación, se desarrollaron diferentes pruebas con distinta capacidad de carga térmica acumulada tanto en agua como en sólido (hormigón). La mayor viabilidad se registró en los sistemas mixtos.Graciela Viegas.
El equipo construyó tres sistemas modulares térmicos y los instaló en un invernadero de plantas autóctonas de la universidad.
En comparación con los sistemas totalmente de agua o de roca, el sistema solar pasivo híbrido fue capaz de mantener una temperatura uniforme durante más horas de la noche.
Como los materiales eran baratos y fáciles de conseguir, el sistema no es caro, algo importante en el mundo no industrializado. Además, su tamaño medio es de 2 metros de largo y 1,8 de ancho. Viegas estimó que el coste de crear un sistema híbrido oscilaba entre 290 y 700 dólares.
Dadas las ventajas del sistema híbrido en términos de eficiencia energética y de reducción del riesgo de incendio en comparación con el sistema de combustible, parecería natural que la investigación avanzara rápidamente. Sin embargo, hasta ahora no se ha implantado en espacios agrícolas reales.
El proyecto se detuvo debido a las restricciones de la pandemia de COVID durante 2 años y debido a la sustitución del personal que trabaja en estas instalaciones. Sin embargo, espera que la investigación se reanude pronto.Graciela Viegas.
El sistema también podría encontrar usos más allá de los invernaderos. El arquitecto dijo que, en un futuro próximo, estos sistemas térmicos podrían adaptarse a las viviendas sociales. Ya se han utilizado en el diseño de varias casas bioclimáticas desarrolladas en un proyecto del Instituto Provincial de la Vivienda de la Provincia de Buenos Aires y la Secretaría Nacional de la Vivienda de Argentina.
Es tan alto como un pequeño rascacielos. La pala más larga del mundo acaba de salir de la fábrica de LZ Blades en China. Se utilizará en algunas de las turbinas eólicas marinas más potentes del mundo.
Con 123 m de longitud, la nueva pala de aerogenerador más larga del mundo supera el récord anterior en 16 m. Este récord lo ostenta desde 2019 LM Wind Power, que fabrica las palas del aerogenerador marino GE Haliade X (12 MW).
Para hacerse una idea del tamaño, la pieza es más alta que una de las torres de refrigeración de la central nuclear de Saint-Laurent-des-Eaux.
Una sola hoja pesa 50 toneladas.
Producido por el fabricante chino LZ Blades, se utilizará en turbinas marinas de 16 MW como la impresionante MingYang «MySE 16.0-242«. Cada pala pesa 50 toneladas y tiene un diámetro de 5 m en la base para una superficie de 1.000 m2.
El alargamiento de las palas permite exponer una mayor superficie al viento y aumentar así la potencia del aerogenerador.
Los fabricantes están en una carrera frenética para encontrar el modelo más eficiente. Esta competencia ha provocado un aumento del tamaño de los aerogeneradores, sobre todo de los modelos destinados a ser instalados en el mar.
¿Quién tendrá la mayor?
Vestas está desarrollando actualmente la «V236-15», una turbina offshore de 15 MW con palas de 115,5 m de longitud y un rotor de 236 m de diámetro. Sería capaz de producir 80 GWh anuales en condiciones óptimas. Siemens-Gamesa lanzará en 2024 el «SG 14-236 DD», un modelo con prestaciones y dimensiones equivalentes.
El fabricante chino MingYang sigue a la cabeza con su «MySE 16.0-242», un aerogenerador marino de 16 MW situado a 264 m de altura y con un diámetro de rotor de 242 m. Su lanzamiento está previsto para principios de 2024.
Se simulan tres nuevas formas de módulos fotovoltaicos -piramidales, hexagonales y cónicos- para estudiar su eficiencia y comportamiento térmico en combinación con un sistema de refrigeración por flujo de aire forzado.
¿Y si la fotovoltaica cambiara de forma? ¿Qué pasaría si los módulos planos tradicionales se sustituyeran por paneles solares de forma cónica o piramidal?
Por ahora, la idea sigue sobre el papel, pero un grupo de científicos internacionales ha estudiado algunos modelos nuevos para evaluar el rendimiento y las prestaciones térmicas.
La investigación, publicada en Case Studies in Thermal Engineering, pretende avanzar en la tecnología fotovoltaica investigando formas y estructuras innovadoras.
Las células y los módulos solares están ocupando una parte cada vez mayor del mercado energético, pero aún quedan muchos aspectos técnicos por optimizar.
Uno de ellos es la eficacia de la conversión de la luz en electricidad. Uno de los parámetros que influyen es la temperatura de la parte trasera del panel fotovoltaico. Cada grado centígrado de aumento de este nivel puede suponer una pérdida de eficiencia del 0,5%.
A lo largo de los años, la investigación en el sector ha estudiado y desarrollado diversos sistemas activos y pasivos de refrigeración de las células. Entre ellos se encuentran los mecanismos de refrigeración por convección que usan agua, aire o una mezcla de refrigerantes.
A partir de los últimos estudios realizados en este sentido, un equipo internacional de investigación -dirigido por el ingeniero Hamdi Ayed, de la Universidad Rey Khalid- ha propuesto nuevos conceptos.
En detalle, el grupo simuló y comparó el rendimiento de la refrigeración por flujo de aire forzado en nuevos paneles solares cónicos, piramidales y hexagonales.
“Estas nuevas formas“, se lee en la publicación, “pueden utilizarse ampliamente en zonas domésticas (carreteras y parques solares) sin necesidad de sistemas de seguimiento solar […]” Las hipótesis aplicables al presente estudio son para zonas cercanas al ecuador y para las horas centrales del día, lo que da lugar a una luz solar relativamente homogénea en todas las superficies laterales.
En la configuración propuesta, el aire entra en los módulos a través de una abertura en su parte inferior y el flujo de calor sale a través de un agujero en su parte superior.
El equipo evaluó el rendimiento térmico mediante un software CFD de código abierto, un programa de simulación de dinámica de fluidos computacional.
Los resultados muestran que los paneles solares cónicos funcionan mejor que otras geometrías, con una desviación de más de 10°C respecto al panel piramidal. Además, se comprobó que la eficiencia del módulo cónico era hasta un 8,4% superior a la de otras formas.
El fabricante alemán Autarq vende sus tejas solares a un precio que oscila entre los 25 y los 30 euros por pieza. Afirma que un sistema fotovoltaico construido con sus tejas puede cubrir alrededor del 70% de las necesidades de un hogar convencional alemán.
El fabricante solar alemán Autarq ha anunciado que aumentará la capacidad de su planta de fabricación de tejas solares en la ciudad de Prenzlau, al este de Alemania, donde la producción comenzó en 2018.
La empresa informa que sus productos ya se han usado en 205 tejados en Alemania.
“Los proyectos varían en tamaño de 5 a 8 kW”
El precio para los clientes oscila entre 25 y 30 euros por teja. Según Autarq, un tejado que incorpore sus tejas solares monocristalinas puede cubrir hasta el 70% de las necesidades de electricidad de una vivienda unifamiliar.
Cada teja tiene una potencia de 10 a 12,5 W, según el tamaño, y una densidad de potencia de 127-135 W por metro cuadrado.
Según la empresa, una instalación de 5 kW requeriría aproximadamente 500 tejas para una superficie total de unos 40 m².
Visualmente, las tejas fotovoltaicas apenas se distinguen de las tejas originales. Tampoco hay diferencias de peso, por lo que la estática del tejado no se ve afectada, según el fabricante.
La empresa también afirma que la teja y la unidad fotovoltaica están conectadas formando un componente robusto, de modo que se conservan el flujo de agua y la estanqueidad de los tejados. Los cables y los contactos de los enchufes están situados bajo el revestimiento del tejado y, por tanto, están protegidos contra los efectos de la intemperie.
Autarq también especifica que un sistema fotovoltaico construido con su teja es insensible al sombreado debido a la conexión paralela.
Las claraboyas, las chimeneas, los conductos de ventilación o las antenas tampoco influyen en la instalación y el funcionamiento eficaz de los sistemas.
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