Exploración de las energías renovables - desde el nivel primario hasta el secundario

La energía regenerativa o renovable alude al suministro de energía a partir de fuentes sostenibles como el sol, el viento, el agua, la geotermia o la biomasa. Estas están disponibles en cantidades casi inagotables. El sol aún tiene un tiempo de vida de aproximadamente 5000 millones de años. La radiación solar puede convertirse en electricidad o calor. La energía eólica, la energía hidráulica y la biomasa son también energía solar de forma variada. 

En cambio, la existencia de combustibles fósiles como carbón, petróleo, gas natural y combustibles nucleares convencionales disminuye a causa de su consumo constante. Estos combustibles fósiles integran el grupo de las energías no renovables. Tras su combustión en centrales eléctricas o térmicas, dejan de estar disponibles. No se regeneran, se degradan.

Sin embargo, la creciente población mundial y el avance del desarrollo tecnológico de la humanidad conllevan una enorme demanda energética, que aumenta constantemente. Además, sabemos que las emisiones del gas de efecto invernadero dióxido de carbono (CO2) en la combustión de petróleo, gas natural y carbón son muy altas y son, según los conocimientos científicos obtenidos hasta el momento, causantes del calentamiento global . La emisión de gas de efecto invernadero de las energías renovables es de solo 1/10 a 1/100 por unidad de energía generada en comparación con las fuentes de energía fósiles.

El cambio del suministro de energía de combustibles fósiles y nucleares a energías renovables está en pleno desarrollo y en Alemania se lo denomina transición energética. Además del creciente desarrollo de las energías renovables, la reducción de nuestro consumo energético y el aumento de la eficiencia energética mediante el progreso tecnológico son, a su vez, temas centrales y constituyen un desafío actual. En la vida cotidiana nos encontramos con la transición energética en la electromovilidad en el tránsito, al comprar electrodomésticos de bajo consumo o en el saneamiento energético de edificios.

En Alemania, la Oficina Federal de Medio Ambiente (1) proporciona regularmente datos actualizados y de calidad asegurada sobre el desarrollo de las energías renovables.

Pero, ¿qué es la energía ahora?

Pero ¿qué es la energía? Podemos experimentar las manifestaciones de la energía a través del calor del fuego o de la fuerza del viento. No podemos verla, oírla, saborearla u olerla y, sin embargo, la utilizamos de diversas maneras. Por la física sabemos: La energía es la capacidad para realizar un trabajo. Cuando se enciende una lámpara o se mueve un auto con gasolina, experimentamos la transformación de una forma de energía en otra con la ayuda de convertidores de energía. Por lo tanto, la energía tampoco es una sustancia, sino una propiedad de los cuerpos. Tampoco la corriente eléctrica es energía. Esta transporta la energía y la libera en los aparatos eléctricos. La corriente eléctrica transporta energía.

Visto desde una perspectiva estrictamente científica, la denominación general de energías renovables o regenerativas no es correcta. La energía no puede generarse, ni consumirse y, por lo tanto, tampoco renovarse. La energía solo puede transformarse de una forma en otra. La cantidad de energía en un sistema cerrado se mantiene constante, pero el porcentaje utilizable de la energía varía en cuanto a su intensidad en función de la transformación (2). A fin de cuentas, la cantidad de energía se mantiene igual. Más concretamente, lo que nosotros llamamos consumo de energía es degradación de energía. La utilidad de la energía disminuye con la transformación y el transporte. Así, por ejemplo, en la combustión de madera, la energía química almacenada en la madera se transforma en energía térmica y energía lumínica. Cuando el calor se libera al medio ambiente deja de ser útil, se degrada – nosotros decimos «consume».

Ya que nuestro consumo energético aumenta constantemente a la vez que los combustibles fósiles disminuyen, es fascinante experimentar con energías renovables y entender cómo a través de las energías solar, eólica e hidráulica puede transformarse y almacenarse la energía y mejorar el rendimiento en la transmisión de energía.

Con la firma de la industria energética y el Gobierno Federal respecto al abandono de la energía nuclear del 11 de junio de 2001, la llamada transición energética, es decir, la reforma del sistema energético en un suministro energético sostenible a través de energías renovables pasó al primer plano de la percepción social, la investigación actual y el desarrollo tecnológico.

El kit de aprendizaje fischertechnik sobre energías renovables trata las cuestiones principales sobre la transformación de energía mediante la conversión, transmisión y almacenamiento energético de las energías renovables. Los diferentes modelos de energía eólica, energía hidráulica y fotovoltaica te invitan a experimentar e investigar y abordan cuestiones temáticas actuales de las ciencias naturales y la física. 

Los siguientes componentes fischertechnik están destinados al trabajo en el ámbito de las energías renovables.