Bueno, veamos primero cuáles son las fuentes de energía renovable.
Viento. Solar. Hidro. Biomasa
Excluyo la nuclear, ya que no es estrictamente renovable; no contaminante, sí, si ignora la eliminación de materiales radiactivos usados; y de bajo costo, si ignora los ocho mil millones de dólares más o menos para construir una nueva planta nuclear. Y el billón de dólares más o menos si necesita limpiar el desastre después de un desastre como Chernobyl o Fukushima.
La energía eólica se ha vuelto competitiva debido a mejoras en el diseño de generadores y (quizás más importante) mejoras en el diseño de hélices. Hay perspectivas de hacer que la energía eólica sea aún más atractiva, al diseñar torres con lo que equivale a impulsores de jaula de ardilla, que generan vórtices internos.
- ¿Por qué un generador de inducción necesita potencia reactiva?
- ¿Qué necesito saber para construir mi propio quadcopter, desde el proyecto hasta la fabricación? ¿Qué materiales necesito? ¿A qué fuentes de esta información, o partes necesarias, puedo recurrir?
- ¿Por qué no puedes usar un conductor en un condensador en lugar de un medio dieléctrico?
- ¿Algo bloquea la frecuencia muy baja de 3 a 30 KHz? Si hay lo que es?
- ¿Cómo funciona un convertidor de CC a CC?
Entonces, para trabajar en energía eólica, uno necesitaría estudiar maquinaria eléctrica, y probablemente tomar algunas asignaturas optativas en el Aero. E. departamento, que se ocupa del diseño de la superficie aerodinámica.
La energía solar es quizás el área más prometedora, porque a diferencia de la energía eólica, la energía solar puede acumularse en casi cualquier lugar. La energía solar se ha vuelto competitiva (y está aumentando al 50% anual) principalmente debido a las mejoras en la eficiencia de las células solares. Las primeras células solares exitosas, en 1954, tenían aproximadamente un 6% de eficiencia. Recientemente, las eficiencias se han elevado al área de aproximadamente el 50%. Obviamente, existe la posibilidad de una gran mejora adicional.
Las células solares son, en su corazón, uniones PN repartidas en un área grande. Es en gran medida una cuestión de tecnología de materiales. Uno necesitaría estudiar electroquímica y ciencia de materiales. Además, sería necesario estudiar los inversores de potencia para cubrir las salidas de CC a CA; y, por supuesto, sistemas de control y dispositivos de seguridad.
Hydro es quizás una especie de callejón sin salida, al menos en los Estados Unidos. Todos los ríos que pueden ser represados productivamente, tienen represas de energía en su lugar. Puede haber algunas áreas donde se podría aprovechar el poder de las mareas, pero aparentemente hay pocas que aún no se hayan explotado. También hay posibilidades para los sistemas de energía hidroeléctrica bombeados, pero en general se evitan porque el costo de bombeo supera el valor de la energía producida.
Quema de biomasa. en lugar de carbón o petróleo, puede ser un área prometedora. Quemar residuos sólidos municipales es una posible extensión de esto. Parece que las principales necesidades en esta área podrían ser los ingenieros mecánicos, para diseñar sistemas de combustión y manejo de cenizas que sean adecuados. La biomasa y la basura, por supuesto, tienen menos contenido de energía que el carbón o el petróleo, pero son más baratos de obtener y ayudan a reducir los costos de eliminación; Además, pueden terminar siendo menos contaminantes, por lo que parece un área de trabajo prometedora. Las partes EE de este negocio serían atendidas por aquellos que han estudiado maquinaria eléctrica.
La energía renovable ciertamente parece ser la ola del futuro; junto con, a pesar de los costos y problemas, la energía nuclear. También parece haber un gran potencial para la electricidad sin red, es decir, la energía generada en el punto de uso, ya sea una fábrica o un hogar. Esto no es exactamente renovable, porque los esquemas actuales utilizan gas natural para alimentar las unidades generadoras locales. Gracias al fracking, tenemos disponibles suministros de gas natural suficientes para varios miles de años, por lo que también parece ser un área fructífera para el trabajo.