Definición y Fuentes de Energía Renovables – Ventajas e Inconvenientes de las mismas
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Conferencia dentro del curso "La Energía en la Economía Zamorana" impartido en el Centro Asociado de la UNED de Zamora, con el apoyo de la Cátedra de Población, Vinculación y Desarrollo y la UNED, dirigido por Manuel Castro, catedrático de la UNED y el Director de la Cátedra, Juan Andrés Blanco y el Director de la UNED en Zamora, Antonio Rodríguez https://extension.uned.es/actividad/idactividad/35785
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- 1. Definición y Fuentes de Energía Renovables – Ventajas e Inconvenientes de las mismas Manuel Castro, Catedrático de Universidad, UNED Doctor Ingeniero Industrial, IEEE Life Fellow mcastro@ieec.uned.es http://www.slideshare.net/mmmcastro/
- 2. Programa Definición y Fuentes de Energía Renovables – Ventajas e Inconvenientes de las mismas • Historia Vital • Nosotros • La Energía y la Energía Eléctrica • Energías Renovables • Energía Convencional • Desarrollo Sostenible • Nuestro Futuro Multifacético https://www.eleconomista.com.mx/tecnologia/El- metaverso-se-convierte-en-un-laboratorio-para-productos- del-mundo-real-20220113-0026.html
- 3. Historia vital • Proyecto Fin de Carrera (1980-1983) • Modelización y Simulación de la Central Solar de Almería, CESA-I • Tesis Doctoral (1987) • Simulación de Centrales de Producción de Energía Eléctrica a partir de la Energía Solar. Aplicación a la Gestión Energética • Biblioteca Multimedia de las Energías Renovables (1998) • Biblioteca Multimedia de las Energías Renovables (con CD-ROM) • Respaldo Público e Industrial (1980 …) • CIEMAT • IES UPM • Editorial Progensa • IDAE • Isofotón / Gamesa • Solar One/Two / CESA-I / PSA / Solúcar … • BSQ Solar
- 4. Nosotros Tenemos suerte en el reparto: en el mundo occidental se vive muy bien
- 5. Nosotros Somos unos grandes derrochadores y contaminadores: gases de efecto invernadero (C02, óxidos de nitrógeno y metano) y CFCs Emisiones de CO2 por persona y año: EE.UU.: 13 Tn Japón: 8 Tn China: 7,8 Tn U.E.: 5.5 Tn España : 4,3 Tn India: 1,6 Tn
- 6. 2020 (7.800 millones de personas) 2024 (8.100 millones de personas) • El mundo urbano sólo usa el 2% de la superficie • 50% de las personas viven en las ciudades • 75% del consumo de energía mundial es en ciudades • Las ciudades emiten el 80% del CO2 2050-2060 … (10.000 millones de personas) • Las ciudades y Megaciudades usarán el 5% de la superficie • 70% de las personas vivirán en las ciudades • Pequeños ahorros y pequeños incrementos de eficiencia en las ciudades serán muy significativos a nivel mundial https://personalcities.org/ https://www.nationalgeographic.com.es/mundo-ng/grandes-reportajes/las-ciudades-del-futuro_5280/1/ https://interestingengineering.com/how-to-build-sustainable-megacities-of-the-future https://www.worldometers.info/ Nosotros – Ciudades Inteligentes >>> Ciudades Personales
- 7. • Vivas, dinámicas y con una redefinición activa • Mirando al pasado pero cambiando el futuro • Sin cambios radicales >>> Le Corbusier en Paris en 1925 >>> Paris 2021 concepto de todo a 15 minutos • Futuro esperanzador • Herencia y Patrimonio • Buscando nuevas soluciones usando las mejores prácticas existentes • Buscando nuevas posibilidades que aún pueden no existir Fuente: https://personalcities.org/ https://interestingengineering.com/how-to-build-sustainable-megacities-of-the-future https://archive.ellenmacarthurfoundation.org/explore/cities-and-the-circular-economy Nosotros – Ciudades Inteligentes >>> Ciudades Personales
- 8. • Tokio (Japón) es actualmente la mayor megaciudad en el mundo con 37,4 millones de personas. En 2100 lo será Lagos (Nigeria) con 88 millones • El número de estos centros urbanos crecerá rapidamente y se convertirán en un gran reto para la humanidad a nivel demográfico, migratorio, socio-económico, político y medioambiental • En 1900 solo el 13% de la población mundial vivian en ciudades • En 2050, el 70% de la población mundial será urbana • 7 de cada 10 personas vivirán en una gran ciudad, hace falta mucha organización • En 50 años al población urbana se ha multiplicado por 5 y en 2050 se espera un 60% más • El número de las Megaciudades (ciudades con más de 10 millones de personas) han aumentado por 15 en los últimos 65 años (en 1950 había 2, en 2015 había 29) y en 2030 se esperan 41 Fuente: https://www.iberdrola.com/sustainability/megacities-urban-area Nosotros – Megaciudades
- 10. Concentración Efecto piel … agua Medios Tecnología Comunicación Comercio Clima Mayores diferencias Nosotros – El mundo y evolución
- 11. Nosotros – Nuestro impacto • Tala de bosques = superficie de Grecia / año • Cada uno de nosotros llevamos unos cuantos cientos de productos químicos sintéticos que no tenían nuestros abuelos • Problema de gestión de plásticos y microplásticos • Problema de gestión de CFCs • Problemas de contaminación • Contaminación del agua: sólo el 3% del agua es dulce y menos del 1% es potable
- 12. Nosotros – Nuestro impacto • Microplásticos • Pellets de pástico
- 13. Nosotros – Nuestro impacto Consumo medio por habitante mundial = 1,8 kgepa (kilogramos equivalentes de petróleo por año) • EE.UU. = 6,7 kegpa • Rusia = 5,1 kegpa • Europa = 2,9 kegpa • España = 2,8 kegpa • China = 2,6 kegpa • India = 0,6 kegpa • África = 0,35 kegpa Población Consumo energético 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Distribución Energética Mundial Países Industrializados Países en vías de desarrollo
- 14. Nosotros – Nuestro impacto
- 15. Nosotros – Combustibles Fósiles Los perjuicios inducidos por el consumo intensivo de energía proveniente de combustibles fósiles son: • El cambio climático • Efecto Invernadero • La desforestación • El peligro nuclear • Los desequilibrios geopolíticos y económicos
- 16. Energía – La Energía y la Energía Eléctrica En el campo de la Física y de la Tecnología se define la Energía: • Una «propiedad» de los cuerpos o sistemas materiales en virtud de la cual estos pueden: • transformarse (a sí mismos), modificando su estado o situación • actuar sobre otros cuerpos, originando transformaciones en ellos • la Energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma La Energía indica la capacidad de un cuerpo o sistema para producir transformaciones, con independencia de que estas se produzcan o no Los cuerpos pueden tener energía debido a múltiples causas: • debido a la velocidad que tienen • debido a la posición que tienen • debido a la cantidad de masa que poseen • etc.
- 17. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos Energía, Trabajo, Potencia – La Energía y la Energía Eléctrica La Energía es la capacidad de un cuerpo o sistema para producir transformaciones El Trabajo es sólo un vehículo, un proceso, mediante el cual dos cuerpos o sistemas intercambian energía Los cuerpos pueden tener energía debido a múltiples causas: • debido a la velocidad que tienen / debido a la posición que tienen / debido a la cantidad de masa que poseen, etc. La Potencia (kW) es el Trabajo realizado en la unidad de Tiempo
- 18. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos Energía, Trabajo, Potencia – La Energía y la Energía Eléctrica Fuente: https://cmapspublic2.ihmc.us/rid=1T2L4LN2G-1KS8DKF-3J4G/trabajo-potencia-energia.cmap.cmap
- 19. Trabajo – La Energía y la Energía Eléctrica El Trabajo es el proceso mediante el cual se transfiere Energía desde un sistema hasta otro • el Trabajo no es una forma de Energía • el Trabajo no se conserva, • el Trabajo no es «propio» de un sistema (no lo poseen los cuerpos) • el Trabajo es sólo un vehículo, un proceso, mediante el cual dos cuerpos o sistemas intercambian Energía • por ejemplo, la energía almacenada en los músculos de una persona le permiten transferir la energía potencial de una masa a una altura h • El Peso P (Newton) es la fuerza que efectúa un cuerpo en un punto gravitatorio, P = m.g • la Fuerza F (Newton) es la capacidad de mover un objeto • el Trabajo (Julio/Watio) es T = m.g.h = P.h, siendo h la altura elevada • la Energía (Julio/Watio) NO se transforma en trabajo
- 20. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos La Potencia (kW) es el Trabajo realizado en la unidad de Tiempo • un caballo de fuerza (CV) equivale a la potencia que puede desarrollar un caballo (animal, HP) durante un tiempo prolongado (varias horas) / 1 CV = 1 HP = 0,746 kW • Persona, en un esfuerzo liviano desarrolla 0,15 kW • Ciclista, en un esfuerzo elevado desarrolla 0,5 kW • Atleta, durante un corto tiempo desarrolla 0,75 kW • Vivienda media de unos 100 m2 suele tener una potencia eléctrica instalada de 5 kW • Automóvil familiar = 100 kW = 130 CV (aprox.) / Fórmula 1 = 500 kW = 660 CV • Un aerogenerador moderno = 2 MW = 2.700 CV • Avión B-747 (Jumbo) = 300 MW = 4.000.000 CV / Lanzadera = 30.000 MW = 400.000.000 CV 1 kWh de Energía permite encender una bombilla de 100 W durante 10 horas (o una bombilla led equivalente de 14 W durante 72 horas) • o calentar agua para una ducha de 2-3 minutos Energía – La Energía y la Energía Eléctrica
- 21. Energía Primaria – La Energía y la Energía Eléctrica Sol Tierra Naturaleza Consumo Final Calor Calefacción Agua caliente Procesos industriales Frío Trabajo Transporte Motores Electrónica Luz Sonido Información (2,5% de la E. P.) Fuentes Primarias Agotables Carbón Petróleo Gas Uranio Renovables Solar Eólica Hidráulica Biomasa Geotérmica Fuentes Intermedias Química (combustibles), Eléctrica, Biológica, Térmica Pérdidas Pérdidas
- 22. Transformación de la Energía – La Energía y la Energía Eléctrica Principios básicos de la Energía • La energía ni se crea ni se destruye, únicamente se transforma • La energía cuando se transforma se degrada de forma irreversible • Dos cuerpos en desequilibrio, puestos en contacto tienden espontáneamente a equilibrarse
- 23. Transformación de la Energía – La Energía y la Energía Eléctrica
- 24. Transformación de la Energía – La Energía y la Energía Eléctrica
- 25. Energía y su Consumo – La Energía y la Energía Eléctrica ENERGÍA PRIMARIA Petróleo (29%) Carbón (26%) Gas natural (23%) Nuclear (5%) Renovables (4%) Hidráulica (3%) Bio-residuos (10%) USOS FINALES Industria (40%) Transportes (32%) Residencial (16%) Iluminación (7%) Agricultura (5%) VECTORES ENERGÉTICOS Gasolinas – Gas Electricidad Hidrógeno En un año se consumen combustibles que a la Tierra le costó almacenar un millón de años Martín Vide Presidente de la Asociación Española de Climatología Predicción de agotarse las energías fósiles (años) Petróleo (42 a 90 …) Gas natural (65 a 125 …) Carbón (150 a 600 …)
- 28. Sistema Eléctrico – La Energía y la Energía Eléctrica • Generación (centrales) • Transporte (red de alta tensión) • Distribución (redes de media tensión) • Consumo industrial • Distribución (redes de baja tensión) • Consumo doméstico • Comunidades • Consumo/Producción local • Prosumidores
- 29. Fuentes Energéticas – La Energía y la Energía Eléctrica
- 30. Energías Renovables Energías Renovables – son Inagotables desde el punto de referencia del período de existencia de la humanidad, tengan o no su origen en el Sol • cualquier proceso que no altere el equilibrio térmico del planeta • que no generen residuos irrecuperables • y que su velocidad de consumo no sea superior a la velocidad de regeneración de la fuente energética y de la materia prima utilizada en el mismo
- 31. La mayoría de las formas de energía proceden directa o indirectamente de la energía solar Energías Renovables
- 32. Ventajas – Energías Renovables Provocan dependencia exterior Utilizan tecnología importada Energías Renovables Energías Convencionales Las Energías Renovables no producen emisiones de CO2 y otros gases contaminantes a la atmósfera Las energías producidas a partir de combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón) sí los producen Las energías renovables no generan residuos de difícil tratamiento La energía nuclear y los combustibles fósiles generan residuos dañinos para el medio ambiente a muy largo plazo Las energías renovables son inagotables Los combustibles fósiles son finitos Autóctonas Equilibran desajustes interterritoriales
- 33. Ventajas Socioeconómicas – Energías Renovables Energías Renovables Energías Convencionales Las Energías Renovables crean cinco veces más puestos de trabajo que las convencionales Las Energías Convencionales crean muy pocos puestos de trabajo respecto a su volumen de negocio Las Energías Renovables contribuyen decisivamente al equilibrio interterritorial porque suelen instalarse en zonas rurales Las Energías Convencionales se sitúan en general cerca de zonas muy desarrolladas Las Energías Renovables han permitido a España desarrollar tecnologías propias Las Energías Convencionales utilizan en su gran mayoría tecnología importada La energía que menos contamina es la que no se utiliza
- 34. Usos Históricos – Energías Renovables Panémona, con anterioridad al 400 d.C. Molinos Persas Embarcación Egipcia, 4.500 años a.C.
- 35. Usos Históricos – Energías Renovables Abu Simbel en Egipto Reloj de Sol egipcio Chichén Itzá en México
- 36. Usos Históricos – Energías Renovables Fuente: https://www.spain.info/es/top/rutas-molinos-de-viento/ Fuente: https://holandia.es/que-ver/molinos-holanda/
- 37. El Sol – Energías Renovables
- 39. Energía – Energías Renovables G (radiación global directa) = I + D + R Radiación Solar - componentes y espectro
- 40. Energía – Energías Renovables declinación solar Movimiento Sol-Tierra
- 41. Energía – Energías Renovables Duración día-noche Distancias Sol-Tierra - duración del día
- 42. Energía – Energías Renovables Dependencia geográfica: • Latitud • Meridiano Posición del Sol - coordenadas Posición solar instantánea: • Altura solar • Acimut solar
- 43. Energía – Energías Renovables Radiación solar recibida, depende básicamente: •del clima (nubosidad), •de la altura solar y •de la inclinación relativa entre el Sol y el punto de captación Posición del Sol - coordenadas
- 44. Energía – Energías Renovables •Sin seguimiento (posiciones fijas, recomendable con cambios verano-invierno) •Seguimiento en un eje •Seguimiento en dos ejes Seguimiento solar
- 45. Energía – Energías Renovables Radiación solar
- 46. Nubosidad y clima Energía – Energías Renovables
- 47. Nubosidad, clima y Web Webs / NASA / Meteonorm Energía – Energías Renovables
- 48. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Arquitectura Climática (Pasiva) • Baja Temperatura • Tfluido < 100 ºC • Media Temperatura • 100 ºC < Tfluido < 400 ºC • Alta Temperatura • Tfluido > 400 ºC
- 49. • Arquitectura Climática (Pasiva) • Baja Temperatura • Tfluido < 100 ºC • Media Temperatura • 100 ºC < Tfluido < 400 ºC • Alta Temperatura • Tfluido > 400 ºC Energía Solar Térmica – Energías Renovables
- 50. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Arquitectura bioclimática • Dependencia con el clima • Ahorro y aprovechamiento energético • Aprovechamiento pasivo • Aprovechamiento activo >> Control inteligente (Domótica) • Efecto invernadero • Elementos de control de radiación • Voladizos • Porticones • Toldos • Persianas • Cortinas • Párpados de cielo • Muro Trombe • Invernadero • Captación retardada
- 51. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Arquitectura bioclimática
- 52. • Agua Caliente Sanitaria (A.C.S.) • Circuito directo • Circuito indirecto • Circuito cerrado / intercambiador • Circuito por termosifón • Circuito forzado • Componentes • Subsistema colector • Subsistema de almacenamiento • Subsistema de distribución • Integrado con calefacción / piscina • Suelo radiante • Residencial / Industrial Energía Solar Térmica – Energías Renovables
- 53. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Agua Caliente Sanitara (A.C.S.) • Componentes • Subsistema colector • serie • paralelo • serie-paralelo • Subsistema de almacenamiento • Subsistema de distribución • intercambiador • bombas • válvulas • purgadores • tuberías • conducciones • filtros de agua
- 54. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Instalaciones domésticas • 70 % del consumo previsto
- 55. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Instalaciones residenciales / hoteles
- 56. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Cocinas solares
- 57. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Media temperatura • Aprovechamiento térmico • mayor rendimiento • uso más limpio y eficaz de la energía • mayor adaptación de la solución al uso térmico • Aprovechamiento termo-eléctrico • menor rendimiento • conversión térmica > mecánica > eléctrica • energía transportable / distribuible • almacenamiento térmico • Sistemas industriales • agrarios, ganaderos • fábricas • limpieza • Colector cilindro-parabólico • seguimiento en un eje • foco lineal
- 58. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Media temperatura • Evaporación por flash • Hervidor con intercambiador • Generación directa de vapor
- 59. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Media temperatura • Central eléctrica
- 60. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Media temperatura • Central eléctrica (Almería PSA)
- 61. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Media temperatura • Central eléctrica (USA SGES, Almería PSA) Desalación (Almería PSA) Detoxificación (Almería PSA)
- 62. Energía Solar Térmica – Energías Renovables Alta temperatura • aprovechamiento térmico • aprovechamiento eléctrico • alta concentración • seguimiento en dos ejes • concentración en un punto • torre o receptor central • sistemas distribuidos
- 63. Energía Solar Térmica – Energías Renovables Alta temperatura CESA-I (Almería PSA) Solar One/Two (Barstow USA)
- 64. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Media y Alta temperatura (Almería PSA)
- 65. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Alta temperatura • Central solar térmica de torre central
- 66. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Alta temperatura • Central solar térmica de torre central • Tipo de fluido/fluidos presentes (ciclos) • agua-vapor • sodio líquido /sales fundidas • aire
- 67. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Alta temperatura • receptores
- 68. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Alta temperatura • heliostatos
- 69. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Alta temperatura • PSA, Almería
- 70. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Alta temperatura • Solar One y Two (Barstow, CA, USA)
- 71. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Alta temperatura • Discos (sistemas distribuidos)
- 72. Energía Solar Térmica – Energías Renovables • Alta temperatura • Horno solar • Prueba/ensayos de materiales Odeillo (Francia) Almería PSA (España)
- 73. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Estado actual • Tecnología moderna, de vanguardia y con crecimientos mercado anuales superiores al 20% • Amplia expansión de aplicaciones: satélites, conexión a red, integración en edificios, sistemas aislados (telecomunicaciones, poblados electrificados), señalización, aplicaciones personales • Los proyectos de “tejados” y “huertas” han sido una lanzadera para la dinamización del mercado • Los recursos financieros son tan importantes como los solares • Incrementos de rendimiento energético: 10% >> 20% >> 25% • Producción anual mundial: 1995 – 100 MWp >> 2010 – 2,4 GWp >> 2024 – 450 GWp (95% China) • Potencia total instalada en la Unión Europea: 1995 – 32 MWp >> 2010 – 3 GWp • Los costes han caído entre el 1/10 y 1/5 desde 1980 • Costes objetivo: (desde 12 €/Wp a 6 €/Wp en la actualidad) >> 2 €/Wp >>> 1 €/Wp
- 74. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Problemas • Falta de información general y concienciación • Estacionalidad y Aleatoriedad • Gestión y cobertura • Condicionantes económico-financieros • Recursos financieros escasos • Legislación y normativa (sigue en desarrollo-mejora) • Elementos e integración en edificios – Arquitectos • Conexión a red: • Lentitud en tramitación de permisos administrativos • Actividad económica compleja: facturación, impuestos
- 75. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables
- 76. • Células • Efecto fotovoltaico de generación de energía eléctrica a partir de luz – Fabricación – Semiconductores Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables 10 - 22 % (comercial) 25 - 35% (laboratorio)
- 77. • Módulos • Valor unitario de energía baja – agrupación células en serie y paralelo para aumentar la potencia – encapsulado y protección en módulos fotovoltaicos (comercial) • 12 – 24 Voltios CC • 20 – 40 – 50 – 75 – 110 – 135 – 375 Wp • Punto de diseño 1.000 W/m2 – 25 ºC Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables
- 78. • Sistemas de seguimiento solar Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables
- 79. • Almacenamiento • Baterías – Reducen aleatoriedad • Plomo ácido – Ni-Cd • Elevado mantenimiento • Serie-paralelo para aumentar prestaciones Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables
- 80. • Reguladores • De continua • Controlan y aumentan la vida de la batería • Íntimamente ligado a las baterías • Control del punto de funcionamiento de los módulos (máxima potencia) • A veces integran el control de carga de las baterías Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables
- 81. • Acondicionador de potencia • Control de potencia y cargas • Continua y Alterna • Convertidor CC-CA • Conexión a red - Transformador • Seguridad y acoplamiento Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables De los paneles o de baterías (CC) A las cargas o a la red (CA)
- 82. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 83. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 84. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones Fuente: https://aerocorner.com/blog/types-of-drones/
- 85. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 86. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 87. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 88. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 89. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 90. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 91. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 92. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 93. Energía Solar Fotovoltaica – Energías Renovables • Aplicaciones
- 94. Energía Eólica – Energías Renovables Fuente: http://comofuncionaque.com/como-funciona-la-energia-eolica/#google_vignette Fuente: https://www.climate-change-guide.com/quotes-on-climate- change.html
- 95. Energía Hidráulica – Energías Renovables Fuente: https://www.fundacionaquae.org/que-es-la-energia-hidraulica/
- 96. Energía Minihidráulica – Energías Renovables Fuente: https://www.agenciaandaluzadelaenergia.es/es/biblioteca/infografia-sobre-la-energia-minihidraulica Fuente: https://www.climate-change-guide.com/quotes-on-climate- change.html
- 97. Energía Biomasa – Energías Renovables Fuente: https://elperiodicodelaenergia.com/canarias-agiliza-los-tramites-para-instalar-dos-plantas-de-biomasa-en- granadilla-y-el-puerto-de-las-palmas/
- 98. Generación (Mega) – Energía Convencional Generación Consumo Sostenibilidad ??????
- 99. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos Carbón – Energía Convencional
- 100. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos Carbón – Energía Convencional
- 101. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos El calor producido en la combustión del gas se emplea en aumentar su presión de modo que haga girar la turbina antes de ser expulsado al exterior Se utiliza el ciclo termodinámico de Brayton, donde se mezclan aire comprimido con combustible. Presenta un mejor rendimiento, en torno al 40% Gas Natural – Energía Convencional
- 102. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos En una central de gas natural, el gas de salida que se expulsa tiene una temperatura mayor de 500 grados Esta energía se puede aprovechar para hacer aumentar el rendimiento de una central térmica convencional Así se aumenta el rendimiento global de ambas centrales por encima del 40% Ciclo Combinado Gas Natural – Energía Convencional
- 103. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos Ciclo Combinado Gas Natural – Energía Convencional
- 104. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos Se basan en la enorme cantidad energía liberada durante una reacción de fisión nuclear: 1 gramo de Uranio produce la misma energía que 10 Toneladas de Carbón Fisión Nuclear – Energía Convencional
- 105. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos En las Centrales Nucleares se aprovecha el calor generado en la fisión del Uranio para mover una turbina de vapor y hacer girar un generador eléctrico Fisión Nuclear – Energía Convencional
- 106. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos Fisión Nuclear – Energía Convencional
- 107. Dr. Ing. Antonio Colmenar Santos Diagrama de pérdidas aproximadas de energía, en %, relativas a un automóvil que viaje a 45 km/h a lo largo de una carretera asfaltada en un terreno llano Transporte personal – Energía Convencional
- 108. Desarrollo Sostenible DESARROLLO SOSTENIBLE es aquel “que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras de satisfacer sus propias necesidades” Comisión Brundtland – Comisión de la ONU para el Medio Ambiente, 1987 Alcance del desarrollo sostenible: • Sostenibilidad económica • Sostenibilidad social/personal • Sostenibilidad medioambiental El deseo de crecimiento y de bienestar social debe equilibrarse con la necesidad de preservar el medio ambiente para las generaciones futuras “Capital” (para la gestión racional de los recursos y del medio ambiente): • Social (conocimiento y educación) • Económico (valor) • Tecnológico (ciencia y diseño) • Medioambiental (recursos y usos) • Ecológico (habitats, especies y ecosistemas)
- 109. Consecuencias: • Aumento del nivel del mar • Fenómenos climatológicos extremos (sequías, inundaciones, huracanes, etc.) • Pérdidas en agricultura y desertificación • Nuevas enfermedades • … y otros efectos aún no previstos Motivos: entre otros, los gases de efecto invernadero (vapor de agua, dióxido de carbono y metano principalmente) y CFCs Cambio climático – Desarrollo Sostenible • Problema ambiental, económico y social • Responsabilidad compartida pero diferenciada • Global, requiere acción multilateral • Temperatura global no aumente más de 2 ºC • Concentraciones de CO2 equivalente no deberán superar las 450 ppm • Cambiar de modelo energético
- 110. Cambio climático – Desarrollo Sostenible
- 111. Cambio climático – Desarrollo Sostenible Lluvia Ácida – Se produce cuando como consecuencia de emisiones tóxicas en la atmósfera (fundamentalmente SO2, NO y NO2), el agua de la lluvia contiene disueltos ácidos sulfúrico y nítrico, muy nocivas para las especies animales y vegetales
- 112. Cambio climático – Desarrollo Sostenible Agujero en la capa de Ozono – Algunas de las sustancias que emitimos a la atmósfera (sobre todo los CloroFluoroCarbonados, CFC) van disolviendo las moléculas de Ozono de la estratosfera, provocando que la cantidad de radiación ultravioleta que llega a la superficie aumente. En las regiones polares, el espesor de la capa de Ozono es tan pequeño que se considera desaparecida
- 113. ¿Qué es el Protocolo de Kioto? • Acuerdo internacional de lucha contra el Cambio Climático • Objetivo: Que las emisiones de GEI en países desarrollados se reduzcan un 5,2% en el año 2010 respecto a 1990 • Entró en vigor el 16 de Febrero de 2005, ratificado por 144 países que suponen el 61,6% emisiones países industrializados • Acuerdo de Paris (2015) – Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP21) Cambio climático – Desarrollo Sostenible
- 114. Emisiones de CO2 Cambio climático – Desarrollo Sostenible
- 115. CURSO DE VERANO – UNED Agenda 21 La Agenda 21 (Programa XXI de Naciones Unidas) aborda los problemas acuciantes de hoy y también trata de preparar al mundo para los desafíos del próximo siglo. Refleja un consenso mundial y un compromiso político al nivel más alto sobre el desarrollo y la cooperación en la esfera del medio ambiente Es un programa dinámico donde se describen las bases para la acción, los objetivos, las actividades y los medios de ejecución del proceso necesario para llegar a ese desarrollo sostenible • Dimensiones sociales y económicas • Conservación y gestión de los recursos para el desarrollo • Promoción del desarrollo sostenible • Desarrollo, eficiencia y consumo de la energía • Fortalecimiento del papel de los grupos principales • Medios de ejecución Aplicación (Agenda Local 21): Global, Local, Escolar, Particular, etc. Cambio climático: El reto del siglo XXI Cambio climático – Desarrollo Sostenible
- 116. • Glaciaciones y ciclos térmicos • Ciclos de Milankovitch Cambio climático – Desarrollo Sostenible
- 117. Aumento de las temperaturas, retroceso de los glaciares, deshielo de los polos Cambio climático – Desarrollo Sostenible
- 118. Glaciaciones y ciclos térmicos • Corrientes – Niño/Niña – Pasillos y Cinta Transportadora Cambio climático – Desarrollo Sostenible
- 119. CURSO DE VERANO – UNED Generación de electricidad La generación de energía eléctrica es, junto al transporte, la actividad que más CO2 produce debido principalmente a las centrales eléctricas de carbón El carbón es barato y abundante: • Las crisis del petróleo (y otros eventos como guerras, etc.) vuelven a hacer rentables las centrales de carbón • El carbón es la base del desarrollo de muchos de los países en vías de desarrollo No construir centrales de carbón y aumentar la eficiencia en el consumo (el 60% del consumo de electricidad se produce en oficinas y casas) • mejores aislamientos, construcción bioclimática • bombillas fluorescentes compactas • agua caliente solar • electrodomésticos más eficientes • educación en el consumo Cambio climático – Desarrollo Sostenible
- 120. ¿Qué hay que hacer? Cambio climático – Desarrollo Sostenible Opciones: • Construir centrales de carbón con captura y almacenaje de CO2 (carbón limpio): • Eliminación en los humos • Eliminación previa a la combustión permite retener entre el 85 y 95 % del CO2 generado • Almacenamiento geológico del CO2: • yacimientos de petróleo y de gas agotados • formaciones porosas salinas • Centrales de gas: • emiten la mitad de CO2 por kWh generado que las de carbón • mayor rendimiento (ciclo combinado) • captura de CO2 • precios del gas y dependencia energética exterior • ¿Construir NUEVAS centrales nucleares?: • nuevas generaciones de centrales • seguridad (funcionamiento y residuos) • decisión social
- 121. ¿Qué hay que hacer? Consumo eléctrico – Desarrollo Sostenible Fuente: https://datosmacro.expansion.com/energia-y-medio-ambiente/electricidad-consumo
- 122. • Energías renovables: • biomasa • eólica • solar térmica • solar fotovoltaica • geotérmica • marina • Generación distribuida • >>>> Nucleares • >>>> Uso de Hidrógeno Fuentes generación eléctrica – Desarrollo Sostenible Fuente: https://es.statista.com/estadisticas/600383/electricidad-generada-en-el-mundo-por-fuente-energetica/
- 123. Fuente: https://es.statista.com/estadisticas/600383/electricidad-generada-en-el-mundo-por-fuente-energetica/ Generación eléctrica España/Fuentes – Desarrollo Sostenible
- 124. Fuente: https://www.sistemaelectrico-ree.es/informe-del-sistema-electrico/generacion/potencia-instalada Potencia eléctrica España/Fuentes – Desarrollo Sostenible
- 125. Conclusión • Es un problema que afecta a toda la Humanidad (escala planetaria). Es el mayor reto que debemos afrontar • No hay que ser catastrofistas, estamos (aún) a tiempo, pero hay que empezar a actuar ya • Toda la sociedad, de hoy y de mañana, tenemos un papel importante que jugar • INFORMACIÓN !!!!!!! • Y si todo esto no es lo que parece ????? • de la Ciencia-Ficción al Thriller-Tecnológico Desarrollo Sostenible
- 126. Nuestro Futuro Sistema Energético distribuido – producción/consumo sostenible >>>>>>> Generación Consumo Prosumo
- 127. Nuestro Futuro Generación Distribución Sistema Energético centralizado – producción sostenible >>>>>>>
- 128. ¿A dónde queremos llegar? Nuestro Futuro
- 129. Definición y Fuentes de Energía Renovables – Ventajas e Inconvenientes de las mismas Manuel Castro, Catedrático de Universidad, UNED Doctor Ingeniero Industrial, IEEE Life Fellow mcastro@ieec.uned.es http://www.slideshare.net/mmmcastro/