Este documento presenta una introducción a las principales energías renovables, incluyendo la energía hidráulica, solar, eólica, biomasa, geotérmica, maremotriz y de las olas. Explica brevemente los componentes de una central hidroeléctrica, los tipos de turbinas, y el cálculo de la potencia y energía obtenidas. También describe cómo se aprovecha la energía solar, eólica y de las olas, así como los procesos para obtener energía a partir de biomasa y residuos só

1. Unidad 3. Energías renovables
1. Energía hidráulica
2. Energía solar
3. Energía eólica
4. Biomasa
5. Energía geotérmica
6. Energía maremotriz
7. Residuos sólidos urbanos (RSU)
8. Energía de las olas

2. 2
 Evolución de las ruedas hidráulicas
1 Energía hidráulica
Ruedas hidráulicas de eje horizontal. Turbina Fourneyron.

3. 3
 Evolución de las ruedas hidráulicas
1 Energía hidráulica
Turbina Pelton. Turbina Kaplan.

4. 4
• 1.1 Componentes de un centro hidroeléctrico
1 Energía hidráulica
Ciencia, tecnología y técnica.
Componentes de un centro hidroeléctrico.

5. 5
 Embalses
 Presa de gravedad
 Presa de bóveda
1 Energía hidráulica
Presa de gravedad.
Presa de bóveda.

6. 6
 Conductos de agua
 Compuertas
 Tuberías de conducción
 La toma de agua
 La chimenea de equilibrio
1 Energía hidráulica
Compuertas.

7. 7
 Sala de máquinas
 Las turbinas
 Alternador
 Transformadores y líneas de transporte
1 Energía hidráulica
Características de los principales tipos de turbina.

8. 8
• 1.2 Potencia y energía obtenidas en una central
hidroeléctrica
1 Energía hidráulica
P = potencia de la central en kW: potencia
hidráulica.
Q = caudal de agua en m3/s.
h = altura en metros (desde la superficie del
embalse hasta el punto donde está la turbina).
t = tiempo en horas.
E = energía teórica obtenida en kWh: energía
hidráulica.
P = 9,8 · Q · h
E = P · t = 9,8 · Q · h · t

9. 9
• 1.3 Tipos de centrales
Minicentrales (<10MW)
Grandes centrales o centrales
hidroeléctricas (>10MW)
 Centrales de bombeo puro
1 Energía hidráulica
Centrales de bombeo mixto
Central de bombeo puro. Central de bombeo mixto.

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• 1.4 Energía hidráulica y medio ambiente
Impacto medioambiental y tratamiento
de residuos
 Los embalses permiten regular el caudal de los
ríos, evitando inundaciones.
 Contribuyen a almacenar agua, que puede ser utilizada
posteriormente para uso humano o riego.
 Se anegan grandes extensiones fértiles de terreno, incluso
pueblos enteros.
 Se trastoca la fauna y flora autóctonas.
1 Energía hidráulica



11. 11
1 Energía hidráulica
Compuertas
Embalses
Chimenea de
equilibrio
Toma de agua
AlternadorTurbinas
Sala de
máquinas
Líneas de
transporte de
energía eléctrica
Transformadores
Central hidroeléctrica (modificada del original de UNESA).

12. 12
•La fórmula que nos indica la energía en forma de calor que llega a un
punto de la superficie de la Tierra viene dada por la expresión:
•Q = K · t · S
•Q = energía en forma de calor expresada en vatios por hora (Wh).
•K = coeficiente de radiación solar, expresado en /m2. Puede valer desde 0
hasta 1000. La media aproximada en un día de verano será K = 950.
•t = tiempo en horas.
•S = sección o área en m2.
2 Energía solar

13. 13
 Aprovechamiento de la energía solar
• Aprovechamiento de la energía solar.
2 Energía solar

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 Conversión en energía térmica o
calorífica: colectores o captadores planos
 Hasta temperaturas de 35º C.
 Hasta temperaturas de 60 ºC.
 Hasta temperaturas de 120 ºC.
2 Energía solar

15. 15
 Aprovechamiento pasivo
 Invernaderos
 Desalinizadoras de agua marina
Invernadero.
• Desalinizadora.
2 Energía solar

16. 16
 Conversión en energía eléctrica
 Campo de helióstatos
• Campo de helióstatos (modificada del original de UNESA).
2 Energía solar
9
1. Campo de helióstatos
2. Caldera
3. Torre
4. Almacenamiento térmico
5. Generador de vapor
6. Turbo-alternador
7. Aerocondensador
8. Transformadores
9. Líneas de transporte de
energía solar

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 Colectores cilíndrico-parabólicos
• Esquema de una central solar con colectores cilíndrico-parabólicos.
2 Energía solar

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 Horno solar
•Horno solar de Odeillo.
•Placas fotovoltaicas
2 Energía solar

19. 19
•Molino americano utilizado para bombear agua.
3 Energía eólica
Tiene como fuente al viento, es decir, al
aire en movimiento. Lo que se aprovecha
es su energía cinética.

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•3.1 Clasificación de las máquinas eólicas
Aeroturbinas de eje horizontal
 De potencias bajas o medias (hasta 50 kW).
 De potencia alta (más de 50 kW).
• Parque eólico.
3 Energía eólica

21. 21
 Aeroturbinas de eje vertical
 Aeroturbina Darrieus.
 Aeroturbina Savonius.
•
• Aeroturbinas Savonius y Darrieus.
3 Energía eólica

22. 22
 Cálculo de la energía generada en una
turbina
La potencia máxima teórica que se puede obtener del viento viene
dada por:
Pviento = 0,37 · S · v3
S = sección barrida por las aspas o palas al girar (m2).
v = velocidad del viento (m/s).
P = potencia (en vatios).
3 Energía eólica

23. 23
 Rendimiento aerodinámico
Se define como rendimiento aerodinámico ( η) a la relación entre:
•
3 Energía eólica

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•Esquema de los procesos de transformación de biomasa.
4 Biomasa
Se denomina biomasa al conjunto de materia orgánica renovable (no
fósil) de procedencia vegetal, animal o resultante de una
transformación natural o artificial.

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•4.1 Por extracción directa
•4.2 Procesos termoquímicos
•4.3 Procesos bioquímicos
 Fermentación alcohólica. Pirólisis.
 Fermentación anaeróbica.
• Pirólisis.
4 Biomasa

26. 26
•Proceso de obtención de energía geotérmica..
5 Energía geotérmica
La energía geotérmica es la energía
calorífica que procede del interior de
la Tierra.

27. •5.1 Tipos de yacimientos
 Yacimientos hidrotérmicos.
 Yacimientos geopresurizados.
 Yacimientos de roca caliente.
•
•
• Yacimiento hidrotérmico. Yacimiento de roca caliente.
27
5 Energía geotérmica

28. 28
•Central maremotriz y detalle de un grupo turbina-alternador (La Rance).
6 Energía maremotriz

29. 29
 Incineración
 Fermentación de residuos orgánicos
7 Residuos sólidos urbanos
(RSU)

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 Proyectos en funcionamiento
• Ejemplos de aprovechamiento de la energía de las olas.
8 Energía de las olas
El movimiento del cilindro se transmite a
las bombas (patas) que bombean agua a
gran presión (como bombas de bicicleta).
Cada uno de los flotadores (con forma de
ala de pato) gira sobre el eje de hormigón.

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 Técnicas de aprovechamiento de la energía de las olas
• Técnicas de aprovechamiento de la energía de las olas.
8 Energía de las olas
Indicado para aguas profundas y de
gran oleaje.
Se trata de estructuras fijas sobre las
que se sitúan dispositivos flotantes.
Estos aparatos emplean el efecto bombeo. Es decir, cada vez que se desplaza el
pistón, provoca el mismo efecto que la bomba de una bicicleta. En vez de aire se
emplea aceite, que hace girar una turbina, arrastrando un alternador.

32. 32
8 Energía de las olas
El volumen de aire que hay en el interior
de una cámara es comprimido y obligado
a mover una turbina. Fijo a la turbina hay
un alternador que genera electricidad.
Técnicas de aprovechamiento
de la energía de las olas (continuación).

33. 33
 Impacto medioambiental
9 Energías alternativas y
medio ambiente
Impacto de las distintas energías
sobre el medio ambiente.

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 Tratamiento de los residuos
• Las únicas energías alternativas que originan residuos son
la biomasa y los RSU.
9 Energías alternativas y
medio ambiente