Las fuentes de energía:
renovables y no renovables
renovables y no renovables
Fundamento de un generador
El primer generador eléctrico fue construido por
Michael Faraday en 1831, cuyo principio se basa en las leyes del electromagnetismo.
"Cuando se produce un movimiento relativo entre un conductor
eléctrico(bobina) y un campo magnético(imán), se
induce una fuerza electromotriz capaz de generar una corriente
eléctrica en el conductor".
El primer generador eléctrico fue construido por
Michael Faraday en 1831, cuyo principio se basa en las leyes del electromagnetismo.
"Cuando se produce un movimiento relativo entre un conductor
eléctrico(bobina) y un campo magnético(imán), se
induce una fuerza electromotriz capaz de generar una corriente
eléctrica en el conductor".
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Applet de un generador eléctrico |
1.Energías renovables
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Fuentes de energía renovable | CONSUMER.es EROSKI |
1.1. Energía solar
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Centrales Solares | Energía solar Animaciones. |
1.1.1. Energía solar fotovoltaica
Los paneles o placas fotovoltaicas convierten la energía del Sol directamente en corriente eléctrica continua.
Las placas fotovoltaicas están formadas por materiales
semiconductores como el silicio y funcionan mediante el efecto
fotoeléctrico descubierto por Einstein.
Cuando los fotones de luz solar inciden sobre los átomos de
silicio de la placa P, liberan electrones que pasan a la placa N a
través de la zona de unión de ambas placas, continuando
hacia la placa P a través de un circuito externo dando lugar a
una corriente eléctrica continua.
Este tipo de electricidad puede almacenarse en baterías o bien
mediante un inversor, transformarse en corriente alterna para ser
distribuida por la red o alimentar los aparatos eléctricos.
La eficiencia de las placas fotovoltaicas es aproximadamente del 15%.
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Energía Solar preguntas frecuentes ..::IDAE::.. Central solar fotovoltaica de Pocking, Alemania - Potencia: 10 megavatios(MW) | Paneles solares |
1.1.2. Energía solar térmica
La energía solar puede aprovecharse directamente usando
colectores planos vidriados para conseguir agua caliente, bien de uso
doméstico o industrial, tales como la calefacción de
invernaderos, agua caliente de hospitales, etc.
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Aplicaciones Domésticas con Energía Solar ..::IDAE::.. |
1.1.3. Energía solar termoeléctrica
Centrales de Colectores Cilindro parabólicos (Media Temperatura).
Están
formados por colectores de espejo que reflejan los rayos solares sobre
un tubo situado en la línea focal, en donde un fluido es
calentado hasta 400ºC, produciendo vapor sobrecalentado que
alimenta una turbina convencional que genera electricidad.
Centrales de Torre (Alta Temperatura).
Formados por un campo de helióstatos que reflejan la
radiación sobre un intercambiador de calor situado en la parte
superior de una torre central. Se alcanzan temperaturas de 600 ºC,
produciendo vapor sobrecalentado que alimenta una turbina convencional
que genera electricidad.
Generadores Solares Disco-Parabólicos (Alta Temperatura).
Consisten en un conjunto de espejos que forman una figura
disco-parabólica en cuyo foco se dispone el receptor solar en el
que se calienta el fluido. El fluido es calentado hasta 750 ºC,
produciendo vapor sobrecalentado que alimenta una turbina convencional
que genera electricidad.
formados por colectores de espejo que reflejan los rayos solares sobre
un tubo situado en la línea focal, en donde un fluido es
calentado hasta 400ºC, produciendo vapor sobrecalentado que
alimenta una turbina convencional que genera electricidad.
Centrales de Torre (Alta Temperatura).
Formados por un campo de helióstatos que reflejan la
radiación sobre un intercambiador de calor situado en la parte
superior de una torre central. Se alcanzan temperaturas de 600 ºC,
produciendo vapor sobrecalentado que alimenta una turbina convencional
que genera electricidad.
Generadores Solares Disco-Parabólicos (Alta Temperatura).
Consisten en un conjunto de espejos que forman una figura
disco-parabólica en cuyo foco se dispone el receptor solar en el
que se calienta el fluido. El fluido es calentado hasta 750 ºC,
produciendo vapor sobrecalentado que alimenta una turbina convencional
que genera electricidad.
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| ..::IDAE::.. http://www.psa.es/webesp/instalaciones/index.html | Centrales solares de torre | CONSUMER.es EROSKI |
1.2. Energía eólica
La energía cinética de las partículas del aire se
transmite a las hélices del aerogenerador, cuya rotación
pone en marcha un generador eléctrico. La corriente alterna
producida se transporta a través de las líneas de alta
tensión hasta los puntos de consumo.
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Centrales Eólicas | La energía eólica educarchile |
1.3. Energía hidroeléctrica
La energía cinética del agua es capaz de mover una turbina acoplada a un generador eléctrico.
1.4. La energía del mar
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Energía del mar | CONSUMER.es EROSKI |
1.4.1 La energía de las mareas (mareomotriz)
El desnivel producido durante la pleamar y bajamar se aprovecha para
llenar o vaciar un dique provisto de generadores eléctricos en
su base.
Cuando la marea está alta y bajo el nivel del agua del dique, el
agua comienza a entrar a través de las turbinas, cuyo giro es
transmitido al generador, produciendo electricidad.
Cuando el dique está lleno y la marea baja, se abren las
compuertas y el agua se fluye hacia el mar, generando también
electricidad.
1.4.2. La energía de las olas
La energía mecánica de las olas se transmite a un sistema
hidráulico capaz de mover un generador eléctrico.
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1.4.3. Energía de las corrientes marinas
La energía cinética de la corriente es capaz de mover una turbina marina acoplada a un generador eléctrico.
Turbinas marinas
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http://www.marineturbines.com/technical.htm http://www.swanturbines.co.uk http://www.tidalstream.co.uk |
1.5. Energía geotérmica
La energía interna de la Tierra se aprovecha para producir vapor
de agua a alta presión capaz de mover la turbina de un generador
eléctrico.
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El calor interno y la obtención de energía: La energía geotermal |
1.6. Energía de la biomasa
La biomasa está formada por materia de origen vegetal y animal.
La materia orgánica procedente de cosechas, bosques y animales
se puede usar para obtener energía.
La madera de los bosques, la poda de los árboles y otros
residuos agrícolas, son combustibles que puede utilizar una
central eléctrica (El calor liberado cuando se queman, se
utiliza para calentar agua y producir vapor de agua a presión
necesario para mover una turbina acoplada a un generador
eléctrico.
La remolacha, la caña de azúcar, la patata, el
maíz, la cebada, entre otros, sirven para obtener etanol,
combustible alternativo a la gasolina, usado por los automóviles
en Brasil, o bien para fabricar biodiésel (ésteres
metílicos o etílicos).
También, a partir de los excrementos de animales y residuos
vegetales puede obtenerse gas metano (CH4), combustible que puede ser
usado por una central térmica.
EDF ha instalado un central eléctrica en Lucena (Córdoba)
que aprovecha los residuos del la industria del aceite de oliva(
alperujo) con una potencia de 26 MW. En Almería existe otra de
10 MW que funciona con residuos procedentes de los cultivos de los
invernaderos y otra cerca de Sevilla de 15 MW, que funciona a base de
sorgo. En Francia, se producen 80 MW a partir de residuos de la uva y
en Italia existe otra central de 75 MW que usa aceite de palma como
combustible.
vegetales puede obtenerse gas metano (CH4), combustible que puede ser
usado por una central térmica.
EDF ha instalado un central eléctrica en Lucena (Córdoba)
que aprovecha los residuos del la industria del aceite de oliva(
alperujo) con una potencia de 26 MW. En Almería existe otra de
10 MW que funciona con residuos procedentes de los cultivos de los
invernaderos y otra cerca de Sevilla de 15 MW, que funciona a base de
sorgo. En Francia, se producen 80 MW a partir de residuos de la uva y
en Italia existe otra central de 75 MW que usa aceite de palma como
combustible.
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1.7. Pilas de combustible:
1.7.1. Pila de Hidrogeno
Una pila es un dispositivo capaz de transformar la energíaquímica en energía eléctrica. La pila de
combustible de hidrógeno (célula de hidrógeno) se
basa en la reacción de éste con el oxígeno para
originar agua.
Reacciones
Ánodo(-): H2 → 2H+ + 2e- (Oxidación)
Cátodo(+): 1/2 O2 + 2H+ + 2e- → H2O (Reducción)
Reacción global
H2 + 1/2 O2 → H2O
En este proceso de oxidación-reducción, los electrones
circulan desde el ánodo hasta el cátodo, dando lugar a
una corriente eléctrica continua.
La electricidad generada puede alimentar cualquier dispositivo
electrónico (ordenador, mp3, etc.) o bien accionar el motor
eléctrico de un vehículo e impulsarlo.
El hidrógeno (H2) se obtiene a partir de
hidrocarburos y derivados, de la biomasa o por electrólisis del
agua, mientras que el oxígeno (O2) se toma
directamente del aire.
En este caso, el único producto de reacción es el vapor de agua (H2O).
Fundamento:
Energía química → energía eléctrica → Energía mecánica
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Autobuses con pila de combustible | CONSUMER.es EROSKI |
1.7.2. Pila de combustible de metanol (CH3OH)
Reacciones
Ánodo(-): CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e- (Oxidación)
Cátodo(+): 3/2 O2 + 6H+ + 6e- → 3H2O (Reducción)
Reacción global
CH3OH + (3/2)O2 → CO2 + 2H2O
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Toshiba: esquema de una pila de combustible de metanol |
2. Energías NO renovables
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Fuentes de energía no renovable | CONSUMER.es EROSKI |
2.1. Energía procedente de los combustibles fósiles(petróleo, carbón y gas natural)
La central térmica
Una central térmica convierte la energía química
de los combustibles fósiles(carbón, gas natural y
derivados del petróleo) en energía eléctrica.
El calor producido durante la combustión (quemar combustible) se
usa para producir vapor de agua a alta presión que hace girar
una turbina acoplada a un alternador, generando la electricidad.
La central térmica
Una central térmica convierte la energía química
de los combustibles fósiles(carbón, gas natural y
derivados del petróleo) en energía eléctrica.
El calor producido durante la combustión (quemar combustible) se
usa para producir vapor de agua a alta presión que hace girar
una turbina acoplada a un alternador, generando la electricidad.
2.2. La energía nuclear
Las centrales nucleares funcionan gracias a la fisión del uranio.
Cuando el núcleo de este elemento químico radiactivo es
bombardeado con neutrones, se divide en otros núcleos más
ligeros (fisión) y en nuevos neutrones, que continúan este proceso con liberación de energía.
En el interior del reactor nuclear, la reacción en cadena es
controlada mediante barras de boro que absorben los neutrones.
El gran cantidad de calor liberado durante la fisión es cedido
del circuito primario al secundario, en el cual se produce vapor de
agua a alta presión que hace girar una turbina acoplada al
alternador, generando la corriente eléctrica.
Las grandes torres de refrigeración eliminan el calor producido
en el ciclo nuclear, emitiendo vapor de agua a la atmósfera.
La fisión de
1 gramo de uranio-235 libera tanta energía como 2400 kg de carbón o 1600 kg de petróleo.
2.3. Ciclo combinado: En la
generación de energía se denomina
ciclo combinado a la co-existencia de dos ciclos termodinámicos en un mismo sistema, uno cuyo fluido de trabajo es el
vapor de agua y otro cuyo fluido de trabajo es un
gas producto de una combustión
generación de energía se denomina
ciclo combinado a la co-existencia de dos ciclos termodinámicos en un mismo sistema, uno cuyo fluido de trabajo es el
vapor de agua y otro cuyo fluido de trabajo es un
gas producto de una combustión
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