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¿Que es la Cosecha de Energía? (Energy harvesting) Ventajas

La Cosecha de energía , también conocida como «power harvesting» o «energy scavenging», consiste simplemente en capturar la energía ambiental que de otro modo se perdería en el entorno -como el calor, la luz, las vibraciones y el movimiento- y convertirla en energía eléctrica. Siga leyendo para saber cómo funciona la tecnología de Cosecha de energía a pequeña escala y descubra algunos de sus posibles usos.

¿Qué se entiende por Cosecha de energía?

La Cosecha de energía aprovecha al máximo las fuentes de energía gratuitas y renovables, frente a la costosa generación a gran escala. Todos utilizamos energía en todo lo que hacemos, ya sea mediante el uso de gas y electricidad para calentar nuestras casas y alimentar nuestros dispositivos, o la energía física necesaria para llevar a cabo las tareas diarias, como ir al trabajo o hacer la cama. Cada una de estas actividades requiere tanto la creación como la producción de la energía necesaria para llevarlas a cabo.

En ambos casos, se pierde mucha energía en el proceso, que generalmente se desperdicia. Uno de los mayores ejemplos de esto es cuando se genera electricidad en las centrales eléctricas, en las que casi dos tercios de la energía potencialmente convertida se pierde en el medio ambiente.

Cosechar energía significa tomar la energía que normalmente se perdería en el proceso de creación y salida -en particular, el calor, la luz, la vibración y el movimiento- y cosecharla para alimentar tecnologías autosuficientes y aumentar los índices de eficiencia de otras.

¿Por qué es importante la Cosecha de energía?

A medida que crece el número de personas en el mundo, es cada vez más importante aumentar nuestra eficiencia energética. La Cosecha de energía podría ser una forma de recoger la energía que de otro modo se desperdiciaría y utilizarla para alimentar dispositivos electrónicos como alternativa a las fuentes de energía convencionales.

Además de ayudar al medio ambiente, también podría aplicarse en zonas remotas y de difícil acceso, y también en lugares donde las baterías y las fuentes de energía convencionales no son prácticas, como bajo el agua.

Como la Cosecha de energía está todavía en sus primeras fases de desarrollo, aún no se ha alcanzado todo su potencial. El principal objetivo de la recolección de energía es mejorar la fiabilidad hasta el punto de que los dispositivos puedan ser autosuficientes, utilizando la energía perdida en su propia funcionalidad para alimentarse en un proceso circular.

Aunque los paneles solares y los generadores eólicos son las fuentes más conocidas y utilizadas para la Cosecha de energía , en este artículo veremos algunos de los métodos menos conocidos y cómo pueden emplearse en nuestra vida cotidiana

Recogida de energía piezoeléctrica

Algunos materiales producen una corriente eléctrica cuando se les aplica presión. Esto se conoce como energía piezoeléctrica. Los cristales, ciertas cerámicas y el hueso se consideran materiales piezoeléctricos.

Con el efecto piezoeléctrico, podemos utilizar fuentes de energía como el movimiento humano, las vibraciones de baja frecuencia o el ruido acústico, con una presión aplicada a un actuador piezoeléctrico que crea un pequeño voltaje.

¿Para qué se puede utilizar la Cosecha de energía piezoeléctrica?

La Cosecha de energía piezoeléctrica puede utilizarse para alimentar dispositivos de bajo consumo, como la tecnología vestible, las luces LED y los receptores GPS, convirtiendo la energía del cuerpo humano en energía eléctrica.

Otros ejemplos de tecnologías que utilizan la Cosecha de energía piezoeléctrica son:

Baldosas piezoeléctricas

Algunas empresas tecnológicas, como Pavegen Systems, también tienen la ambición de que la Cosecha de energía piezoeléctrica se utilice a mayor escala en un futuro próximo, ayudando a alimentar nuestras ciudades mediante la utilización de suelos cinéticos en zonas de mucho tráfico. Así, la iluminación, las estaciones de carga de teléfonos móviles en las paradas de autobús y las pantallas interactivas podrían funcionar sólo con el tráfico peatonal.

Mandos a distancia sin pilas

A una escala algo menor, la fuerza que se emplea para pulsar un botón del mando a distancia tiene suficiente potencial para permitir un mando de televisión autoalimentado. Un gran ejemplo de ello es el mando a distancia sin pilas desarrollado por Arveni en Grenoble (Francia).

Reducir nuestra dependencia de las pilas para los pequeños dispositivos electrónicos no sólo tiene sentido desde el punto de vista medioambiental, sino que también contribuirá a disminuir los costes de consumo, a reducir los residuos peligrosos de las pilas y a mejorar la eficiencia a largo plazo.

Recolección hermoeléctrica

La recolección termoeléctrica recoge la tensión creada por la diferencia de temperatura entre dos objetos distintos, en lugar de limitarse a desperdiciar este calor. Este método de Cosecha de energía requiere múltiples materiales que creen un voltaje utilizando su oposición de temperatura.

¿Para qué puede servir la Cosecha de energía termoeléctrica?

Al cosechar la carga de energía termoeléctrica, podemos desarrollar tecnologías como:

Cargador de teléfono alimentado por temperatura

Los generadores termoeléctricos ligeros que utilizan el calor como fuente de energía alternativa para cargar dispositivos electrónicos como teléfonos, tabletas y tecnología vestible demuestran cómo esta forma de recolección de energía puede utilizarse para crear un sistema eléctrico autosuficiente.

Colocando un elemento caliente, como una taza de té o café, sobre el panel del generador termoeléctrico, se puede cargar el teléfono gracias a la conversión del voltaje creado por la temperatura del material.

Generador termoeléctrico para coches y camiones

Los generadores que utilizan la captación termoeléctrica convierten el calor que se crea con el funcionamiento general de los coches y camiones y lo convierten en electricidad. De este modo, se reduce la presión sobre el motor y la batería, lo que permite aumentar la eficiencia del combustible.

Los estudios han demostrado que la instalación de estos generadores en coches y camiones puede reducir el consumo de combustible en un 5%. Aunque no se trata de un modelo autosostenible, sí aumenta la eficiencia y reduce la cantidad de combustible necesaria para alimentar el coche.

Recolección de energía de RF

La energía de radiofrecuencia (RF) se emite desde transmisores de radio de todo el mundo, como teléfonos móviles, televisores y ordenadores portátiles. Estas señales que se generan a nuestro alrededor todo el tiempo pueden convertirse en energía de corriente continua con receptores de recolección de energía.

La Cosecha de energía de radiofrecuencia tiene el potencial de cargar de forma inalámbrica una amplia gama de dispositivos de baja potencia, como rastreadores GPS, tecnología portátil y lectores de libros electrónicos. La recolección de energía por radiofrecuencia también se considera una alternativa prometedora a las baterías para alimentar dispositivos como parte de un sistema doméstico inteligente.

Recolección de energía a gran escala

Los ejemplos anteriores de Cosecha de energía son, en la actualidad, muy generadores de electricidad a pequeña escala. Sin embargo, ¿qué pasa con los 173 billones de kilovatios de energía que llegan a la tierra desde el sol y las interminables cantidades de viento que tienen energía suficiente para derribar árboles? Aunque la mayor parte, como es de esperar, se desperdicia, cada vez se hacen más esfuerzos para aprovechar estas fuentes de energía. Se han invertido millones en el desarrollo de fuentes de electricidad renovables, y la solar y la eólica son dos de los principales métodos.

Energía eólica

A gran escala, los aerogeneradores son una forma de aprovechamiento de la energía, que utiliza la energía que de otro modo se desperdiciaría para alimentar nuestros hogares y empresas. Cada vez más, las empresas de energías renovables de todo el mundo invierten más tiempo y energía en aprovechar la generación de energía eólica.

En el Reino Unido, la electricidad generada a través de turbinas eólicas representó alrededor del 22% de toda la electricidad utilizada en 2020. Un solo parque eólico, como el de Whitelee, en Glasgow, tiene capacidad para generar 539.000 kW, suficientes para abastecer a 761.000 hogares.

A una escala mucho más pequeña, la captación de viento se está utilizando para cosas como cocinas de camping y cargadores de teléfonos móviles, como el cargador iFan, que utiliza el viento para alimentar su pequeño generador y, por tanto, para cargar el teléfono. Este tipo de pequeñas innovaciones son pequeños pasos hacia la integración de tecnologías renovables y autosuficientes en nuestra vida cotidiana.

Energía solar

La Tierra recibe unos 173 billones de kW de energía del sol en un momento dado, lo que supone 10.000 veces más de lo que utiliza toda la población mundial. Sin embargo, en la actualidad, sólo una minúscula cantidad de esa energía se convierte en electricidad útil.

El principal problema de la energía solar en la actualidad es que los equipos necesarios para convertir la luz solar son extremadamente caros. Y no sólo eso, sino que la cantidad de dinero que se gasta no refleja la cantidad de rendimiento. Hasta ahora, la eficiencia de la mayoría de los sistemas de paneles solares sigue siendo bastante pobre, aunque con el tiempo está mejorando gradualmente.

Actualmente, la electricidad procedente de la generación de energía solar representa alrededor del 4,5% de toda la electricidad utilizada en el Reino Unido. La mayor parte procede de la granja solar de Chapel Lane, en Bournemouth, que cubre la asombrosa cifra de 310 acres, el tamaño de 175 campos de fútbol.

A pequeña escala, la energía solar ha servido para alimentar aparatos cotidianos como calculadoras y linternas durante años. Sin embargo, los enormes avances de la tecnología solar han propiciado una serie de innovaciones. Ahora se pueden transportar y utilizar grandes sistemas de paneles solares a distancia, acompañados también de dispositivos solares integrados, como claraboyas, cargadores de teléfonos y altavoces.

Aunque todavía se encuentra en sus primeras fases, la Cosecha de energía podría contribuir en gran medida a reducir nuestra huella de carbono global. Aprovechar la mayor cantidad posible de esta energía, que de otro modo se desperdiciaría, puede contribuir a los esfuerzos por alcanzar las emisiones netas de carbono para 2050 y proteger nuestro planeta para las generaciones futuras.

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