Energias

Energias

1. No contaminantes

   • Hidráulica
     • Es la energía del agua cuando se mueve a través de un cauce (energía cinética) o cuando se encuentra embalsada a cierta altura (energía potencial). Cuando se deja caer el agua, la energía potencial se transforma en energía cinética que puede mover unas turbinas que a su vez mueven un generador eléctrico.
     • Componentes
       • Embalse
         •  Es la acumulación de agua que se logra obstruyendo el cauce de un rio. Para retenerla se construye un muro grueso de hormigón llamada presa. 
       • Tuberias
         •  Suele estar colocada a 1/3 de la altura de la presa para que los fangos y lodos no sean arrastrados a las turbinas. 
       • Compuertas
         • Es una placa móvil que al levantarse deja pasar el agua cuando hay agua en exceso. El agua que evacua no pasa por la sala de máquinas
       • Sala de maquinas
         • Albergan las turbinas y el alternador.  Turbina:es un motor rotativo que transforma la energía cinética del agua en energía mecánica de rotación. Alternador:va unido al eje de la turbina y es una máquina eléctrica que transforma la energía mecánica de rotación en energía eléctrica (es un motor a la inversa). Consiguen una corriente alterna de 20.000 V.
       • Transformadores
         • Elevan la tensión de salida del alternador hasta 400.000 V (alta tensión)
       • Líneas de transporte
         •  Llevan la corriente eléctrica producida hasta los centros de consumo.
     • Potencia y energia
       • Energía
         • Está en función del volumen útil del embalse, y de la potencia instalada. Eab = Pab.t E = energía teórica (KWh) P = potencia teórica (KW) t = tiempo (h)
       • Rendimiento
         • n =  Preal/Pteórica =   = Ereal/Eteorica
       • Potencia
         • Está en función del desnivel de agua y del caudal, además de las características de las turbinas y de los generadores usados en la transformación. Pt = 1000 Q. g.h  P = potencia teórica (W) = P absorbida Q = caudal de agua (m3 /s) g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s2 h = altura (m) 
     • Tipos de centrales
       • Minicentrales
         • P< 10 MW. En España hay actualmente 1135 minicentrales. Su producción está en pequeños pueblos. Existen dos tipos: - Centrales de "agua fluyente": captan una parte del caudal del rio ,lo derivan a una tuberria, lo trasladan a la turbina de la central y una vez utilizado lo devuelven al rio.   -Centrales "a pie de presa": basan su funcionamiento en el almacenamiento del agua en un pequeño embalse; vaciándose por una tubería ubicada en la base de la presa, que va a desembocar a una turbina.. 
       • Grandes centrales
         • P> 10 MW. Se sitúan en las cuencas de los ríos con caudales grandes. Existen dos tipos:      - De bombeo puro: no están construidas en el cauce de un rio. Llevan dos embalses, uno superior y otro inferior. Para poder tener agua en el embalse superior hay que bombearla desde el embalse inferior        -De bombeo mixtas: pueden producir energía con o sin bombeo previo. Llevan dos embalses, uno superior y otro inferior .El embalse superior está construido en el cauce de un rio. Sólo se bombea agua cuando el caudal del rio no es suficiente para abastecer el embalse. 
     • Impacto ambiental
       • -No producen emisiones de dióxido de carbono ni contaminantes del aire atmosférico.      -Los embalses de los sistemas a gran escala inundan extensas regiones, destruyen hábitats de la vida silvestre, desplazan pobladores, disminuyen la fertilización natural de los terrenos agrícolas situados agua abajo de la presa. 
   • Mareomotriz
     • La energía mareomotriz se produce gracias al movimiento generado por las mareas, esta energía es aprovechada por turbinas, las cuales a su vez mueven la mecánica de un alternador que genera energía eléctrica, finalmente este último está conectado con una central en tierra que distribuye la energía hacia la comunidad y las industrias. 
     • Impacto ambiental
       • No tienen apenas impacto ambiental. 
   • Geotérmica
     • Es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.
     • impacto ambiental
       • Impacto visual cuando se trata de grandes instalaciones, pudiendo además afectar al ecosistema.
     • Tipos
       • Electricidad
         • La conversión de la energía geotérmica en electricidad consiste en la utilización de un vapor, que pasa a través de una turbina que está conectada a un generador, produciendo electricidad. El principal problema es la corrosión de las tuberías que transportan el agua caliente. 
       • Agua caliente
         • La energía geotérmica se puede utilizar para climatizar y obtener agua caliente sanitaria de forma ecológica. La climatización geotérmica cede o extrae calor de la tierra, según queramos obtener refrigeración o calefacción, a través de un conjunto de colectores enterrados en el subsuelo por las que circula una solución de agua con glicol. Departamento de Tecnología. IES Nuestra Señora de la Almudena Mª Jesús Saiz 10 La climatización geotérmica funciona de la siguiente manera: para refrigerar un edificio en verano, el sistema geotérmico transmite el calor excedente del interior de la edificación al subsuelo. Por otra parte, en invierno el equipo geotérmico permite calentar un edificio con el proceso inverso: extrayendo calor del suelo para transmitirlo a la edificación por medio de los colectores. 
   • Eólica
     • La energía eólica procede de la energía del sol (energía solar), ya que son los cambios de presiones y de temperaturas en la atmósfera los que hacen que el aire se ponga en movimiento, provocando el viento, que los aerogeneradores aprovechan para producir energía eléctrica a través del movimiento de sus palas (energía cinética).
     • Aeroturbinas de eje vertical
       • Sus principales ventajas son que no necesita un sistema de orientación y que el generador y tren multiplicador, son instalados a ras de suelo, lo que facilita su mantenimiento y disminuyen sus costes de montaje. Sus desventajas frente a otro tipo de aerogeneradores son sus menores eficiencias. Las palas de este aerogenerador están girando en un plano paralelo al suelo.
     • Potencia y energía
       • -PV = 0,37 . S. v3 Pv = potencia teórica del viento (W) S = π. r2 = superficie barrida por las aspas al girar (m2) v = velocidad del viento (m!s)    -E = P.t 
     • Partes
       • Generador electrónico
         • Permite el control de la correcta orientación de las palas del rotor y también en caso de cualquier contingencia como sobrecalentamiento del aerogenerador lo para
       • Tren multiplicador de velocidad
         • caja de engranajes que convierte la baja velocidad de giro y alta potencia del eje principal en una mayor velocidad de giro a costa de la potencia
       • Rotor
       • Generador eléctrico
         • Es donde el movimiento mecánico del rotor se transforma en energía eléctrica
       • Palas
         • Suelen ser tres
     • Aeroturbinas de eje horizontal
       • Tienen una mayor eficiencia energética y alcanzan mayores velocidades de rotación por lo que necesitan un tren de engranajes con menor relación de multiplicación de giro, además debido a la construcción elevada sobre torre aprovechan en mayor medida el aumento de la velocidad del viento con la altura. Llevan el tren de potencia en la parte superior junto al eje de giro de la turbina eólica. Las palas de este aerogenerador están girando en un plano perpendicular al suelo. 
     • Impacto ambiental
       • -No producen emisiones de dióxido de carbono ni contaminantes del aire atmosférico.  - Impacto visual cuando se trata de grandes instalaciones, pudiendo además afectar al ecosistema (principalmente a las aves). 
   • Solar
     • La energía solar es un tipo de energía renovable que convierte la energía del sol en otra forma de energía (térmica, eléctrica)
     • Energia o cantidad de calor
       • Et = Q = K .t .S Q = cantidad de calor (Wh) = Eabsorbida K = coeficiente de radiación solar (W/m2) t = tiempo (h) S = superficie (m2) El coeficiente de radiación solar puede valer desde 0 hasta 1000 W/m2 . Depende de la latitud, hora del día, estación del año y situación atmosférica. La media aproximada en un día de verano es de 950 W/m2 
     • Tipos
       • Térmica de baja temperatura
         • Colectores
           • Son cajas metálicas en cuyo interior van una serie de tubos, pintados de color negro mate (absorben la radiación) y por los que circula agua que será calentada. En la parte superior llevan un cristal, que permite el paso de los rayos y hace de aislante con el exterior. El interior va aislado térmicamente mediante fibra de vidrio o poliuretano. 
         • Invernaderos
           • Los plásticos o vidrio permiten la entrada de radiaciones electromagnéticas, que quedan retenidas al intentar salir, provocando un aumento de temperatura. 
       • Térmica de alta temperatura
         • Horno solar
           • Se concentran los rayos mediante espejos reflectantes. Una primera serie de filas de espejos orientables, recogen los rayos solares y los transmiten hacia una segunda serie de espejos "concentradores" que forman la enorme parábola en un edificio principal. Se pueden obtener temperatura muy elevadas, hasta 4000ºC. Principalmente se utilizan en investigación, como el caso de fusión de materiales. 
       • Termoeléctrica de media o alta temperatura
         • Colectores cilindro-parabólicos
           • La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos de forma parabólica que concentran los rayos solares en una tubería que lleva un aceite térmico. El fluido transmite el calor desde los colectores hasta un intercambiador de calor donde pasa sus calorías al agua, este agua se evapora, formando vapor de agua caliente, que mueve una turbina-alternador de vapor que genera electricidad. 
         • Campo de heliostatos
           • La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de heliostatos, que son espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido en una caldera. El fluido es un aceite térmico (preparado para altas temperaturas). Este aceite caliente, va a un intercambiador de calor donde pasa sus calorías al agua, este agua se evapora, formando vapor de agua caliente, que mueve una turbina-alternador de vapor que genera electricidad. El fluido es condensado en un aerocondensador para repetir el ciclo.
       • Eléctrica
         • Placas fotovoltaicas
           • La energía solar fotovoltaica es la energía obtenida por la radiación electromagnética del sol al convertirse la luz en energía eléctrica de corriente continua. Las células fotovoltaicas Son dispositivos formados por metales sensibles a la luz (diodos semiconductores) que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. 
     • Impacto ambiental
       • -No producen emisiones de dióxido de carbono ni contaminantes del aire atmosférico.  -Impacto visual cuando se trata de grandes instalaciones, pudiendo además afectar al ecosistema. 

2. Contaminantes

   • Biomasa
     • El término biomasa se refiere a toda la materia orgánica que proviene de árboles, plantas y desechos de animales que pueden ser convertidos en energía. El aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente (por ejemplo, por combustión), o por transformación en otras sustancias que pueden ser aprovechadas más tarde como combustibles o alimentos.
     • Extracción directa
       • Se basa en el hecho de la existencia de ciertas especies vegetales que producen en su metabolismo hidrocarburos o compuestos muy hidrogenados, con un poder calorífico elevado. 
     • Impacto ambiental
       • Producen emisiones de dióxido de carbono monóxido de carbono y humus. 
     • Procesos de transformación
       • Biomasa seca
         • Conbustión
           • El proceso se lleva a cabo con aire abundante. Al quemar la biomasa en presencia de oxígeno, se desprende calor; éste puede emplearse directamente en viviendas, granjas, industrias, etc. Incluso la biomasa, previamente prensada en forma de briquetas, puede servir como sustituto del carbón o del petróleo en las centrales térmicas, sin más que realizar pequeños cambios en la instalación. La biomasa seca da unos rendimientos muy altos, sin embargo, conforme va aumentando el grado de humedad de la biomasa, se reduce notablemente su rendimiento.
         • Gasificación
           • Cuando la combustión se hace con poco aire, se produce CO, CO2, H2 y metano. A esta mezcla se le denomina gas pobre. Se utiliza en algunos motores. Cuando se emplea como comburente oxígeno puro, el resultado es una mezcla de CO, H2 e hidrocarburos, que se denomina gas de síntesis. Lo importante de este gas es que se tiene la posibilidad de transformarlo en combustible líquido (metanol y gasolina)
         • Pirolisis
           • Si la combustión se realiza en ausencia de aire, la materia orgánica se descompone debido al calor. Se obtienen hidrocarburos, alcoholes, carbón y alquitrán.
       • Biomasa húmeda
         • Fermentación alcohólica
           • Cualquier producto que contenga azúcares y almidón se puede transformar en alcohol etílico, mediante la acción de levaduras y hongos. Puede usarse como carburante en motores en sustitución de la gasolina. 
         • Fermentación anaerobia
           • Tiene lugar en ausencia de oxígeno y mediante la acción de determinadas bacterias. Se obtiene un biogás (metano y CO2). Puede usarse como carburante en motores o como combustible para la obtención de calor.
   • Residuos urbanos
     • Los residuos sólidos urbanos son aquellos desperdicios o restos, generados por la actividad doméstica en los núcleos de población.
     • Formas
       • Incineración
         • Quema de residuos para obtener calor que se puede usar para producir electricidad en una central térmica. El calor también se puede utilizar para calefacción. 
       • Fermentación de residuos orgánicos
         • Para obtener un biogás que se puede emplear como combustible 
     • Impacto ambiental
       • Producen emisiones de dióxido de carbono y contaminación del aire atmosférico.