La energía

Tema 3
LA ENERGÍA

Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

LA ENERGIA
2. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DEL DESARROLLO TECNOLÓGICO
• EFECTO INVERNADERO
• LLUVIA ÁCIDA
3. LA ELECTRICIDAD: GENERACIÓN Y TRANSPORTE
4. CLASIFICACION DE LAS ENERGÍAS
3.1 ENERGÍAS NO RENOVABLES
• TÉRMICA
• NUCLEAR
3.2 ENERGÍAS RENOVABLES
• SOLAR
• EÓLICA
• HIDRÁULICA
• BIOMASA
• GEOTÉRMICA
• MARINA
4. AHORRO Y EFICIENCIA ENERGÉTICA

La ENERGÍA es el alimento de la actividad humana

Mueve nuestros cuerpos Da calor y luz a nuestras casas

Cocina nuestra comida Propulsa nuestros vehículos

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir
trabajo: como el mecánico, emitir luz, generar calor, etc.

La utilización de energías NO es nada nuevo
Hace 400 000 años
Prehistoria:
Doma y Utiliza la madera
El hombre utiliza
utiliza a animales como combustible
su fuerza muscular
de tiro

S. XIII Rueda
Revolución Industrial
Carbón hidráulica y
= Máquina de vapor
molino de viento
1782
(J. Watt)

Electricidad Motor eléctrico y de Nuclear
y petróleo combustión interna

Automóvil: 1883
1900
Bombilla: Edison 1950

1. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DEL DESARROLLO
TECNOLÓGICO


ACTUALMENTE, EL CONSUMO DE ENERGÍA ES TAL
QUE EN UN AÑO LA HUMANIDAD CONSUME LO QUE LA
NATURALEZA TARDA UN MILLÓN DE AÑOS EN
PRODUCIR


Demanda de Energía por Regiones Geográficas

Hay grandes diferencias en
8,00
la forma en que el consumo
de energía está distribuido
6,00
a lo ancho del mundo
4,00

2,00

0,00
América del Norte

Tep
Europa Occidental
Antigua URSS

Europa Central y

Oriente Medio y
Iberoamérica

África Subsahariana
Pacífico

Asia Meridional
-

Resto del mundo
Norte de África
Oriental

Demanda de energía per cápita por regiones geográficas


UN MODELO INSOSTENIBLE
El mantenimiento del sistema energético actual durante un
plazo de tiempo de una o dos generaciones es,
simplemente, insostenible porque:

- Está agotando las reservas de combustible

- Coopera al efecto invernadero

- Contribuye a la contaminación local,
lluvia ácida y a la deforestación


AGOTANDO LAS RESERVAS DE COMBUSTIBLE

RESERVAS DE COMBUSTIBLES FÓSILES
2200

2160

2120

2080

2040

2000
Petróleo Gas natural Carbón
Fuente: Fórum
Atómico Internacional

EFECTO INVERNADERO

Sin nuestra atmósfera, la
temperatura media de la Tierra sería
de unos –18 ºC y no los 15 ºC
actuales. Toda la luz solar que
recibimos alcanzaría la superficie
terrestre y simplemente volvería, sin
encontrar ningún obstáculo, al vacío.
La atmósfera aumenta la
temperatura del globo terrestre unos
30 ºC y permite la existencia de
océanos y criaturas vivas como
nosotros.


EFECTO INVERNADERO

Los elevados contenidos de CO2
y CH4 en las capas superiores
de la atmósfera actúan como
pantalla e impiden que la
radiación calorífica de onda
larga escape del planeta.

EFECTOS: cambio climático (calentamiento global)
Un aumento al doble de la concentración actual subiría la temperatura
media de la Tierra entre 3 y 5 ºC.


EFECTO INVERNADERO
CONSECUENCIAS:
- Elevación del nivel de las aguas del mar (consecuencia de la
descongelación de parte de los casquetes polares).
- Aumento de las sequías y salinización de los acuíferos.
- Pérdida de muchos ecosistemas que no podrían adaptarse a un
cambio tan rápido.


LA LLUVIA ÁCIDA I


EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA II

La lluvia sin contaminar
posee un PH de 5,6.
cuando baja el PH gana
en acidez produciendo
efectos dañinos en
plantas y animales,
deteriora edificios y
construcciones y
deteriora la fertilidad de
los suelos.

Hanshuhnenburg, en baja Sajonia (República Federal de Alemania) en
1983. Fuente: Revista ‘El Correo’. Enero, 1985. Editado por la UNESCO


2. LA ELECTRICIDAD: GENERACIÓN Y TRANSPORTE


¿PODEMOS IMAGINARNOS UN MUNDO SIN ELECTRICIDAD?

La electricidad es la forma más sofisticada de energía que
existe en la actualidad y permite su transporte entre lugares
lejanos de forma económica y eficiente.

El funcionamiento de la sociedad moderna se fundamenta en la utilización
cotidiana de la electricidad. La electricidad nos permite una mayor calidad de
vida, una vida donde muchas tareas son ejecutadas por aparatos eléctricos:
desde lavar la ropa en la lavadora a almacenar la información en ordenadores,
o conservar nuestros alimentos en la nevera, refrigerar o calentar nuestras
viviendas y, últimamente, hasta cocinar y secar la ropa.


¿DÓNDE SE PRODUCE LA ELECTRICIDAD?

La generación de electricidad a gran escala se lleva a cabo en
las centrales eléctricas

Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales se
clasifican en:
-Térmicas
- Nucleares
- Centrales de Energías Renovables

¿SABÍAS QUE…?
Thomas Alba Edison (1847 – 1931), además de inventar la bombilla, también
construyó la primera central eléctrica de la historia, que suministraba electricidad
a 7200 bombillas. A raíz de esta experiencia, se inauguró el primer servicio de
luz eléctrica en la ciudad de Nueva York, que daba luz a 85 clientes.


LA RED ELÉCTRICA

- La energía eléctrica no se puede almacenar tan fácilmente como el carbón o los
barriles de petróleo.
- Una vez producida en las centrales, debe comenzar su viaje a través de líneas
de alta tensión hacia los centros de consumo.
- La Península Ibérica está cubierta por una densa red de transporte de
electricidad conectada con la red europea, que incluye desde "autopistas"
(principales líneas de alta tensión) hasta ramales secundarios, como el cable que
lleva electricidad al frigorífico en los hogares.

El transporte de energía eléctrica a largas
distancias debe hacerse con el mayor
voltaje posible para reducir al mínimo las
pérdidas que crea la resistencia del cable
(resistencia = voltaje / intensidad).
Los transformadores son los aparatos
encargados de modificar el voltaje de la
corriente.
¿SABÍAS QUE…?
La longitud total de la red eléctrica en España es de más de 600 000 km.; podría dar
15 veces la vuelta a la Tierra

220/380 KV
220/380 KV

30/66 KV

30/66 KV


3.CLASIFICACIÓN
DE LAS
ENERGIAS


CLASIFICACIÓN DE LA ENERGÍA

- Las energías renovables: su potencial es inagotable, ya que
provienen de la energía que llega a nuestro planeta de forma
continua como consecuencia de la radiación solar o de la atracción
gravitatoria de la Luna. Son la energía hidráulica, solar, eólica,
biomasa, geotérmica y las marinas.

- Las energías no renovables: son aquellas que existen en una
cantidad limitada en la naturaleza. No se renuevan a corto plazo y
por eso se agotan cuando se utilizan. La demanda mundial de
energía en la actualidad se satisface fundamentalmente con este
tipo de fuentes, como son el carbón, el petróleo, el gas natural y el
uranio.


3.1 ENERGIAS NO RENOVABLES


CENTRALES TÉRMICAS I
Convierten la energía química de un combustible en energía eléctrica.
Según el combustible son:
- de carbón
- de fuel
- de gas

Las centrales térmicas constan de:
- una caldera
- una turbina que mueve un generador eléctrico

La única diferencia entre ellas es el combustible, por lo que la caldera deberá adaptarse
al combustible utilizado. El resto de componentes es igual.


CENTRALES TÉRMICAS II
Caldera: convierte el agua en vapor.
El vapor sale de la caldera, mueve la turbina y ésta el generador
(para calentar el agua a alta Tª y presión, se quema el combustible).

El rendimiento de estos sistemas es del 33%
Habría que añadir las
pérdidas en el transporte
y distribución de la
electricidad a través de
las líneas de alta, media y
baja tensión.
El rendimiento de una
central convencional,
incluyendo la
distribución hasta los
puntos de consumo, es
aprox. del 25%.
¿SABÍAS QUE…?
En la actualidad, se están construyendo numerosas centrales de ciclo
combinado (se basan en el acoplamiento de dos ciclos: uno con turbina de gas
y otro con turbina de vapor), que pueden alcanzar rendimientos del 50%.

CENTRALES NUCLEARES I

Una central nuclear de fisión emplea elementos químicos pesados (v.g.
uranio, plutonio) que, mediante una reacción nuclear, proporcionan calor.
Este calor es empleado para producir vapor y, a partir de este punto, el
resto de los procesos en la central es análogo a los de una central térmica
convencional.

Las características de la reacción nuclear hacen que pueda resultar
peligrosa si se pierde su control y la temperatura sube por encima de un
determinado nivel al que se funden los materiales empleados en el
reactor, o si se producen escapes de radiación nociva (Chernobil, 1986).

¿SABÍAS QUE…?
Las centrales nucleares no producen gases de efecto invernadero, ni precisan del
empleo de combustibles fósiles convencionales

ESQUEMA DE UNA CENTRAL NUCLEAR


CENTRALES NUCLEARES II
Categorías:
- Residuos exentos de tratamiento
- Residuos de baja y media actividad (RBMA)
- Residuos de alta actividad (RAA)

RBMA
- Compactación y solidificación, introduciéndolos en
bidones de 200 l.
- El periodo de decaimiento de la radioactividad hasta
considerarlos exentos es de 200 a 300 años.

CENTRALES NUCLEARES III

RAA
- Se efectúa un primer periodo de decaimiento en
piscinas entre 10 y 15 años (normalmente en la misma
central)

- Almacenamiento intermedio. La permanencia es de 40
a 70 años.


CENTRALES NUCLEARES IV

Almacenamiento definitivo
(AGP -Almacenamiento Geológico Profundo)

Estructuras profundas, geológicamente estables,
“que garanticen capacidad de transmisión del calor,
estanqueidad y facilidad para la implantación de
sistemas de vigilancia”

¡El periodo de “reposo” es de 20 000 a 100 000 años!

(No existe ningún AGP para residuos
de centrales eléctricas en explotación)

3.2 ENERGÍAS RENOVABLES


- Centrales solares
- Centrales solares fotovoltaicas
- Centrales solares térmicas de alta
temperatura
- Parques eólicos
- Centrales hidráulicas
- Centrales marinas
- Centrales geotérmicas
- Biomasa


LA ENERGÍA SOLAR


LA ENERGÍA SOLAR

El Sol, de forma directa o
indirecta, es el origen de
todas las energías
renovables, exceptuando
la energía maremotriz y la
geotérmica.

¿SABÍAS QUE…?
La cantidad de energía del Sol que recibe la Tierra en
30 minutos es equivalente a toda la energía eléctrica
consumida por la humanidad en un año.


¿CUÁNTA ENERGÍA EMITE EL SOL?
La potencia generada por todas las plantas industriales del
mundo trabajando juntas sería unos 200 billones de veces
más pequeña que la que genera el Sol.

200 billones
de veces

>

¿SABÍAS QUE…?
La energía procedente de la radiación solar, absorbida por la
Tierra en un año, equivale a 15 veces la energía almacenada en
todas las reservas de combustibles fósiles del mundo.

El Sol puede aprovecharse energéticamente de 2 formas
diferentes:
- Como fuente de calor: Energía Solar Térmica de baja y media
temperatura
- Como fuente de electricidad: Energía Solar Fotovoltaica y
Solar Térmica de alta temperatura


LA ENERGÍA SOLAR COMO FUENTE DE CALOR


¿CÓMO FUNCIONA LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA I?

El principio básico de
funcionamiento de los sistemas
solares térmicos es sencillo: la
radiación solar se capta y el
calor se transfiere a un fluido
(generalmente agua). Para
aprovechar la energía solar
térmica se usa el captador solar
(colector solar ).

¿CÓMO FUNCIONA LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA II?
Elementos del colector solar:
- cubierta frontal transparente: suele ser de vidrio.
- superficie absorbente: por donde circula el fluido (normalmente agua).
-aislamiento térmico: evita las pérdidas de calor.
- carcasa externa: para su protección.


ORIENTACIÓN DE LOS COLECTORES SOLARES

Para optimizar las instalaciones es muy importante la orientación de
las mismas (para poder obtener la mayor producción de ACS con la
menor superficie de colectores y, consecuentemente, al menor precio).
Los colectores han de orientarse al sur, y la inclinación es de unos 40º.


LA ENERGÍA SOLAR COMO FUENTE DE ELECTRICIDAD


Electricidad con energía solar térmica I
Para producir electricidad con energía solar térmica hay que recurrir a un sistema de
concentración de los rayos solares. Estos sistemas requieren de un dispositivo de
seguimiento solar, de tal forma que siguen al Sol en su recorrido diario,
consiguiendo así una mayor captación de la radiación solar.

Las 3 tecnologías solares que se utilizan
para la generación de electricidad son:
1.- Sistema solar con torre central
receptor con helióstatos
2.- Colectores cilindro-parabólicos
3.- Discos parabólicos (Stirling)


Electricidad con energía solar térmica II
Colectores cilindro-parabólicos

El colector consiste en un espejo
cilindro-parabólico que refleja la
radiación solar sobre un tubo de vidrio
dispuesto a lo largo de la línea focal del
espejo.
El fluido caloportador pasa por una
tubería situada en el foco de los
colectores, donde puede alcanzar
temperaturas de 400 ºC, y se utiliza
para producir vapor sobrecalentado, lo
que alimenta una turbina convencional,
y genera así energía eléctrica.


Electricidad con energía solar térmica III
Sistema solar con torre central
receptor con helióstatos

Suelen estar constituidas por una serie de espejos (denominados helióstatos) que
reflejan los rayos solares hacia una torre central, concentrando la radiación solar en
un solo punto, donde se alcanzan temperaturas que pueden llegar a los 1000 ºC.
Estas centrales han sido construidas en diversos tamaños, desde 0,5 a 10 MW.

Electricidad con energía solar térmica IV
Discos parabólicos (Stirling)

Están constituidos por espejos
parabólicos en cuyo foco se sitúa el
receptor solar.
Esta tecnología es adecuada para una
producción descentralizada, cercana al
lugar de consumo, con los ahorros en
infraestructuras de distribución que ello
supone.
Un disco de 8,5 m de diámetro es capaz
de producir 10 kW. En la actualidad, es
capaz de competir con pequeños
motores diésel.


ELECTRICIDAD CON ENERGIA SOLAR
FOTOVOLTAICA

La energía solar fotovoltaica transforma
directamente la luz del sol en energía

eléctrica.

Este proceso se basa en la aplicación del efecto fotovoltaico, que se
produce al incidir la luz sobre unos materiales denominados
semiconductores: generando un flujo de electrones en el interior del
material que se aprovecha para obtener energía eléctrica.

LA CÉLULA SOLAR FOTOVOLTAICA

La electricidad producida por una célula fotovoltaica es en
corriente continua, y sus parámetros característicos
(intensidad y tensión) varían con la radiación solar, que
incide sobre las células, y con la temperatura ambiente.


PANEL FOTOVOLTAICO

Un panel fotovoltaico está constituido por varias células
fotovoltaicas conectadas entre sí y alojadas en un mismo marco.


¿CUÁLES SON LAS APLICACIONES DE LA ESF?

Las instalaciones fotovoltaicas se dividen en 2 grupos:
• Sistemas aislados (sistemas autónomos sin conexión a la
red eléctrica)
• Sistemas conectados a la red eléctrica


SISTEMAS AISLADOS
Se emplean en lugares con acceso complicado a la red eléctrica y
donde resulta más fácil y económico instalar un sistema fotovoltaico que
tender una línea de enganche a la red eléctrica general

ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADA
Módulos fotovoltaicos


ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADA I

Paneles fotovoltaicos

Baterías

Almacenan la electricidad generada
por los paneles para poder así
utilizarla en horas en donde la
energía consumida es superior a la
generada, o bien de noche.


APLICACIONES EN AISLADO I

Zonas rurales aisladas

El número de paneles que tiene que instalarse debe calcularse teniendo en
cuenta:
- la demanda energética en el mes más desfavorable
- la radiación máxima disponible en dicho mes (dependerá de la zona en cuestión,
la orientación y la inclinación elegida)

SISTEMAS CONECTADOS A RED I

Se instalan en zonas que
disponen de red eléctrica y
su función es producir
electricidad para venderla
a la compañía
suministradora.

Estos sistemas pueden ser de muy diversos tamaños:
- pequeños sistemas instalados en tejados o azoteas.
- instalaciones intermedias: grandes cubiertas de áreas urbanas,
aparcamientos, centros comerciales, áreas deportivas, etc.
- centrales fotovoltaicas instaladas en terrenos de grandes dimensiones
(se pueden utilizar zonas rurales no aprovechadas para otros usos).


SISTEMAS CONECTADOS A RED II

Estos sistemas
constan de:
- Paneles
fotovoltaicos
- Inversores
- Cuadro de
protecciones y
contadores


¿DÓNDE SITUAR LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS?

Los paneles fotovoltaicos se pueden instalar en:
- edificios: terrazas, tejados, balcones, azoteas, patios
- en infraestructuras urbanas: marquesinas, pérgolas, cubiertas de
aparcamientos, etc.

Hay que asegurarse de que no existen obstáculos que les puedan dar
sombra: vegetación, otros edificios, elementos constructivos, otros
módulos, etc.


¿CÓMO SITUAR LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS I?

La orientación de los paneles se hace hacia el sur en el hemisferio norte
y hacia el norte en el hemisferio sur. En definitiva, los paneles se
instalarán siempre mirando hacia el Ecuador.

La inclinación óptima de los módulos fotovoltaicos depende de:
- la latitud del lugar donde se van a instalar
- la tipología: según sea conectada o aislada


¿Cuál es la vida de una instalación fotovoltaica?

El módulo fotovoltaico se estima que tiene una vida útil superior a 30
años, siendo la parte más fiable de la instalación.
La experiencia indica que los paneles nunca dejan de producir
electricidad, aunque su rendimiento pueda disminuir ligeramente con el
tiempo.


VENTA DE LA ELECTRICIDAD A LA RED I
En sistemas conectados a la red toda la energía producida se vierte a la
red eléctrica, independientemente del consumo que se tenga (este
consumo se realiza a través de la conexión convencional que se tenía
antes de la instalación de los paneles).

El usuario no percibe ningún cambio en el servicio eléctrico que recibe,
manteniendo las mismas ventajas (seguridad de suministro) e
inconvenientes (riesgo de eventuales cortes de luz), pero sabiendo que
cada kWh que produzca con los módulos fotovoltaicos es uno menos
que se genera en las centrales convencionales.

Nuestra casa funcionaría
como una mini-central de
energía limpia conectada a
la red eléctrica y nosotros
nos convertiríamos en
productores de electricidad.


Las instalaciones fotovoltaicas se caracterizan por:
- Su simplicidad y fácil instalación.
- Ser modulares.
- Larga duración (vida útil de los módulos es superior a 30 años).
- No requerir apenas mantenimiento.
- Elevada fiabilidad.
- No producir ningún tipo de contaminación ambiental.
- Funcionamiento totalmente silencioso.


LA ENERGÍA EÓLICA
Capítulo 5
LA ENERGÍA EÓLICA

El Sol calienta de forma desigual las diferentes zonas del
planeta, provocando el movimiento del aire que rodea la
Tierra y dando lugar al viento.

¡El viento es energía en movimiento!

La energía del viento se ha utilizado
desde la antigüedad:
- Navegación a vela
- Molinos para triturar grano
- Carros a vela …

¿CÓMO PRODUCIR ELECTRICIDAD CON EL VIENTO?

En la actualidad, el viento se utiliza para mover
aerogeneradores, que son molinos que, a través de un
generador, producen energía eléctrica.

¿SABÍAS QUE...?
Sólo el 2% de la
energía procedente
del Sol se convierte
en viento.
El potencial eólico es
10 veces mayor que
el actual consumo
eléctrico en todo el
mundo.

El viento ha tenido tal importancia en la vida cotidiana del hombre que, en la
antigüedad, llegó a elevarlo a la categoría de Dios. En la mitología griega, el Dios
padre de los vientos era Eolo, quien, según cuenta la leyenda, tenía encerrados
los vientos en un zurrón y los sacaba cuando le parecía oportuno.

PARTES DE UN AEROGENERADOR I

Torre:
Se utiliza para aumentar la altura del elemento que capta la
energía del viento (rotor) - a mayor altura, mayor velocidad.

¿SABÍAS QUE...?
Un aerogenerador de
850 kW suele tener
una torre de 40 a 60
metros (la altura de
un edificio de unas
15 plantas).


PARTES DE UN AEROGENERADOR II
Rotor:
El rotor es el conjunto formado principalmente por las palas
y el buje (elemento de la estructura al que se fijan las palas).

¿SABÍAS QUE...?
El diseño de palas
se parece mucho al
de las alas de un
avión y suelen estar
fabricadas con
plásticos (poliéster o
epoxy), reforzadas
internamente con
fibra de vidrio o de
carbono.


PARTES DE UN AEROGENERADOR III
Góndola:
En su interior se encuentran los elementos que transforman la energía
mecánica en energía eléctrica.

Componentes de la góndola:
 generador eléctrico
 los ejes
 el multiplicador
 los sistemas de control,
orientación y freno.


PARTES DE UN AEROGENERADOR IV
Multiplicador:
Elemento mecánico formado por un sistema de engranajes.
Objetivo: transformar la velocidad del giro del rotor (velocidad del eje
principal) a la velocidad de trabajo del generador eléctrico.

El multiplicador funciona de forma parecida a la caja
de cambios de un coche: multiplica entre unas 20 y
60 veces la velocidad del eje del rotor, alcanzando
una velocidad de 1 500 revoluciones /min. en el eje
del generador, lo que hace posible el funcionamiento
del generador eléctrico.
Permite así convertir la energía mecánica del giro
del eje en energía eléctrica.


PARTES DE UN AEROGENERADOR V
Generador eléctrico:
Máquina eléctrica encargada de transformar la energía mecánica en
energía eléctrica.

El eje del generador lleva acoplado un sistema de
freno de disco (similar al de los coches).
Para frenar un aerogenerador, también se pueden
girar las palas colocando su superficie en la
dirección del viento (posición de bandera).

¿SABÍAS QUE...?
La vida útil de los aerogeneradores es de más de 20 años y tienen una
disponibilidad del 98%, por lo que sólo necesitan una revisión de mantenimiento
cada 6 meses. Estos datos resultan sorprendentes si se comparan con el del motor
de un automóvil, que sólo funciona unas 5 000 horas a lo largo de su vida útil.


PARTES DE UN AEROGENERADOR VI
Finalmente, la electricidad producida en el generador baja por unos
cables hasta el transformador del parque eólico, donde se eleva la
tensión hasta alcanzar la tensión nominal de la red eléctrica.
(Esto es necesario dado que, para inyectar energía en la red, esta electricidad ha
de tener la misma tensión que la red eléctrica).

¿SABÍAS QUE...?
La 1ª turbina eólica para la
generación de electricidad fue
construida en EE UU a finales
del siglo XIX. Fue un gigante de
144 palas construidas en
madera de cedro y funcionó
durante 20 años.


CLASIFICACIÓN DE AEROGENERADOR I

Clasificación de los aerogeneradores
según la orientación del eje del rotor:
- Eje vertical
- Eje horizontal


CLASIFICACIÓN DE AEROGENERADOR II

Clasificación de los aerogeneradores según el número de
palas:
- Bipalas
- Tripalas
- Multipalas

¿SABÍAS QUE...?
En la actualidad, la mayoría de los aerogeneradores es tripala, de
eje horizontal y paso variable (hace girar el ángulo de las palas de
manera que ataquen al viento de forma óptima en cada momento).

TIPOS DE INSTALACIONES CON AEROGENERADORES II
3. Parques eólicos aislados
Los aerogeneradores no sólo se utilizan para inyectar electricidad
en la red eléctrica, sino que también sirven para dar electricidad a
zonas aisladas, donde no llega la red eléctrica.

En este caso, la
instalación
requeriría de
baterías.
Para este tipo de
aplicaciones, se
suelen utilizar
aerogeneradores
de pequeña
potencia.

ÚLTIMAS TENDENCIAS DE LA ENERGÍA EÓLICA I

Parques eólicos en el
mar (Parques off-shore)
Los parques off-shore se
ubican en lugares donde
la plataforma marina no
es muy profunda.
En el mar, los vientos
son más fuertes y
constantes, por lo que, a
pesar de que los parques
marinos son más caros,
se está alcanzando una
alta rentabilidad, lo que
ha hecho que este tipo
de tecnología prolifere
rápidamente.


ENERGÍA HIDRÁULICA


CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

Generan electricidad mediante el aprovechamiento de la energía
potencial del agua embalsada en una presa o embalse.

Tiene 2 ventajas respecto a los combustibles de
origen fósil y nuclear:
- el agua (combustible) no se consume, ni la
calidad empeora
- no tiene problemas de producción de desechos

¿SABÍAS QUE…?
La energía minihidráulica (potencia menor a los 10 MW) sí es considerada renovable

¿Cómo se genera la energía hidráulica?

Gran ventaja de la energía hidráulica:
constante y previsible → se utiliza para satisfacer la demanda eléctrica base


El agua (embalse o presa):
2. se deja caer por una tubería
3. a la salida se coloca una turbina
4. el eje de la turbina comienza a dar vueltas al caer el agua
• este giro pone en marcha el generador eléctrico → electricidad

BIOMASA


Energía de la biomasa

La energía se extrae de la materia procedente de compuestos
orgánicos: animales o vegetales.
A través de diversos procedimientos se obtiene carbón vegetal,
compost, gases combustibles, biocarburantes,etc.
Su principal ventaja el el aprovechamiento de residudos tanto animales
como vegetales para producir energía. Con ello se obtiene, además de
un rendimiento económico, una gestión de residuos muy adecuada.


Fuentes de biomasa con fines energéticos II
Biomasa residual
- Explotaciones agrícolas, forestales o ganaderas
- Residuos orgánicos en la industria y en núcleos urbanos (RSU)

Cultivos energéticos
Cultivos tradicionales: cultivos que se utilizan para la alimentación.
Inconveniente: compiten con el uso alimentario.
Cultivos no alimentarios: cultivos que pueden plantarse en terrenos en
los que son difícil cultivar productos tradicionales.


ENERGÍA GEOTÉRMICA


ENERGÍA GEOTÉRMICA

La energía geotérmica procede del calor interno de la Tierra.
Existe una gran diferencia entre la temperatura de la superficie
terrestre (15 ºC) y la de su interior (núcleo: 6000 ºC).
Este gradiente térmico origina un continuo flujo de calor desde el
interior hacia la superficie.

La energía geotérmica se puede aprovechar de 2 formas:
- directamente como calor
- productor de electricidad


CENTRALES GEOTÉRMICAS
Aprovecha la salida del vapor de las fuentes geotérmicas para accionar
turbinas que ponen en marcha generadores eléctricos.
Ventaja: no es intermitente (como la mayoría de las renovables).
Se puede utilizar para suministrar la base de carga de la demanda.
Yacimientos de alta temperatura
La temperatura del agua subterránea ha de ser superior a 150 ºC.


PRODUCCIÓN DE CALOR
Aplicaciones de baja y media temperatura
Aprovechan directamente el agua subterránea, que ha de estar
entre 30 ºC y 150 ºC.
Aplicaciones: calefacción de edificios, de invernaderos, del
agua de piscifactorías y de piscinas, balnearios, usos
industriales como el secado de tejidos, secado de pavimentos y
para evitar la formación de hielo en pavimentos (con tuberías
enterradas a ras del suelo por las que circula el agua de los
yacimientos).
Aplicaciones de muy baja temperatura
Utilizan una bomba de calor geotérmica (pueden aprovechar
aguas de 15 ºC).

¿SABÍAS QUE…?
En la UE hay instaladas unas 356 000 bombas de calor geotérmicas
para su uso en calefacción o aire acondicionado

ENERGÍAS MARINAS


CENTRALES MARINAS
Tipos de centrales marinas:
- mareas
- corrientes oceánicas
- olas
- gradiente térmico de los océanos
- biomasa marina (obteniendo gases combustibles de ciertas algas
marinas)


MAREAS I
Las mareas son debidas a las acciones gravitatorias de la Luna y el Sol

La energía maremotriz utiliza la diferencia entre las mareas para
generar electricidad.
La diferencia entre la marea alta y la baja ha de ser de 5 metros.

¿SABÍAS QUE…?
Durante las fases de Luna llena, cuando el Sol, la Luna y la Tierra están
alineados, se producen las mareas vivas. En este caso, los efectos de la Luna y
el Sol se suman, produciendo pleamares más altas y bajamares más bajas que
las mareas promedio.

MAREAS II

Cuando la marea baja, las compuertas se abren dando paso a un
salto de agua que hace girar una turbina que, a su vez, pone en
marcha un generador eléctrico.


OLAS
La energía cinética contenida en el movimiento de las olas puede
transformarse en electricidad de distintas formas.
Ec = m * v2

¿SABÍAS QUE…?
Existe un número elevado de diseños para la conversión de la energía del oleaje.
Por ejemplo, las oscilaciones en la altura del agua pueden hacer subir o bajar un
pistón dentro de un cilindro, moviendo de esta forma un generador eléctrico.

GRADIENTE TÉRMICO

El gradiente térmico se produce por la diferencia de Tª entre la
superficie marina (≥ 20 ºC) y el fondo (oscila entre 0 y 7 ºC).

Es necesario que la diferencia de Tª sea de, al menos, 20 ºC entre la
superficie y la capa situada a 100 metros de profundidad (lo que sucede
en los mares tropicales y subtropicales).

CORRIENTES MARINAS

Estas corrientes se pueden aprovechar
utilizando turbinas de baja presión.

El SeaGen es un generador de 1,2 MW que está
instalado en la costa de Irlanda del Norte (será
capaz de producir electricidad para 1000 hogares)


4. AHORRO Y EFICIENCIA
ENERGETICA


¿ES LO MISMO EL AHORRO QUE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA?

Ahorro de energía: evitar un consumo mayor de energía
mediante cambios en las pautas de uso.
Ejemplo: apagar la luz cuando se sale de una habitación.

Eficiencia energética: consumir menos energía para
obtener un mismo servicio (“hacer lo mismo con menos”) .

Para reducir al máximo el consumo energético habría
que aunar medidas de ahorro y eficiencia energética
Ejemplo:
Utilizar una lavadora “clase energética A” y usar los programas cortos
de lavado, lavadora llena y con agua fría (todas estas medidas permiten
ahorrar energía al utilizar las lavadoras).

¿POR QUÉ ES NECESARIO AHORRAR ENERGÍA?

• Crisis energética: agotamiento y encarecimiento de los
combustibles fósiles.

• Reducción de emisiones contaminantes de CO2.

• Disminución del grado de contaminación, riesgo de lluvia
ácida, mareas negras y destrucción de bosques y espacios
naturales.

• Ahorro económico


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