Energía geotérmica
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Un generador termoeléctrico (TEG), también llamado generador Seebeck, es un dispositivo de estado sólido que convierte el flujo de calor (diferencias de temperatura) directamente en energía eléctrica mediante un fenómeno llamado efecto Seebeck[1] (una forma de efecto termoeléctrico). Los generadores termoeléctricos funcionan como los motores térmicos, pero son menos voluminosos y no tienen piezas móviles. Sin embargo, los TEG suelen ser más caros y menos eficientes[2].
Los generadores termoeléctricos podrían utilizarse en centrales eléctricas para convertir el calor residual en energía eléctrica adicional y en automóviles como generadores termoeléctricos de automoción (GTA) para aumentar la eficiencia del combustible. Los generadores termoeléctricos radioisotópicos utilizan radioisótopos para generar la diferencia de calor necesaria para alimentar sondas espaciales[2].
En 1821, Thomas Johann Seebeck redescubrió que un gradiente térmico formado entre dos conductores distintos puede producir electricidad[3][4] En el centro del efecto termoeléctrico está el hecho de que un gradiente de temperatura en un material conductor da lugar a un flujo de calor; esto da lugar a la difusión de portadores de carga. El flujo de portadores de carga entre las regiones calientes y frías crea a su vez una diferencia de tensión. En 1834, Jean Charles Athanase Peltier descubrió el efecto inverso, es decir, que al hacer pasar una corriente eléctrica por la unión de dos conductores distintos, dependiendo de la dirección de la corriente, ésta podía actuar como calentador o enfriador[5].
National geographic energía geotérmica
La energía geotérmica es una energía renovable que se aprovecha del calor del interior de la Tierra. Podemos utilizar esta energía no sólo para obtener electricidad, sino también para calentar y refrigerar edificios y para balnearios y aguas termales.
¿Pero de dónde procede este calor? El calor del centro de la Tierra es un subproducto de las reacciones químicas y nucleares que se producen en las profundidades del núcleo terrestre, reacciones que llevan produciéndose desde hace miles de millones de años. Un subproducto común de estas reacciones es el calor, que luego migra lentamente hacia arriba a través de la Tierra hasta que podemos llegar a él mediante la perforación del suelo. Dado que estas reacciones en las profundidades de la Tierra seguirán produciéndose, todo el calor que utilicemos será reemplazado o renovado. La energía geotérmica, junto con la solar, la eólica y la hidroeléctrica, se considera una fuente de energía renovable porque podemos utilizarla para siempre.
Aunque el calor del centro de la Tierra migra a la superficie por todas partes, el calor se concentra en los bordes de las placas tectónicas. Las placas tectónicas son piezas de la superficie de la Tierra que encajan como un rompecabezas y se mueven lentamente, más o menos como crecen las uñas. Estas placas pueden chocar entre sí o deslizarse por debajo de otras, por lo que sus bordes están muy calientes y se consideran lugares dinámicos. De hecho, los bordes de las placas tectónicas están marcados por muchos terremotos, como en California, y volcanes, como en Japón.
Energía geotérmica 101
Un primer plano muestra el resonador térmico (caja negra) con sus aletas de refrigeración radiativa en la parte superior. El dispositivo está relleno de un material de cambio de fase que le permite captar la energía de los cambios de temperatura.
Un primer plano muestra el resonador térmico (caja negra) con sus aletas de refrigeración radiativa en la parte superior. El dispositivo está relleno de un material de cambio de fase que le permite captar la energía de los cambios de temperatura.
El profesor Michael Strano ha desarrollado un nuevo dispositivo que genera electricidad aprovechando la energía de los cambios de temperatura. Los elementos que suelen dificultar la eficacia de los paneles solares, como las nubes o la arena, “no afectarían a la capacidad [de este dispositivo] de aprovechar la energía de las temperaturas siempre cambiantes”, explica Sydney Pereira de Newsweek.
Estadísticas de la energía geotérmica
La energía geotérmica se produce gracias al calor del interior fundido de la Tierra. Esta energía se aprovecha para generar electricidad cuando se inyecta agua en el subsuelo y vuelve en forma de vapor (o agua caliente, que luego se convierte en vapor) para accionar una turbina en un generador de energía eléctrica.
Los recursos geotérmicos de temperatura moderada a baja también se utilizan para calentar edificios directamente y para proporcionar calefacción a través de sistemas de calefacción urbana en los que el calor se distribuye a las residencias y edificios comerciales desde una fuente central. La mayoría de los yacimientos geotérmicos de Estados Unidos se encuentran en los estados del oeste, Hawai y Alaska, donde los límites entre las enormes placas de la corteza terrestre proporcionan una concentración de actividad geológica que atrapa el calor generado por la desintegración nuclear de elementos radiactivos.
Aunque Estados Unidos genera más electricidad a partir de la energía geotérmica que cualquier otro país del mundo, en 2015 representaba una pequeña fracción del 1% de nuestro suministro total de energía. Se espera que esa fracción crezca a un ritmo del 4,9% anual de aquí a 2040, cuando se prevé que represente hasta el 4,6% de la generación de electricidad. Pero su contribución total al consumo energético de Estados Unidos seguirá siendo inferior al 1% en un futuro próximo.
