fuentes de energia renovables

TERMODINAMICA

FUENTES DE ENERGÍARENOVABLES Y NO RENOVABLES

ASESOR EVALUADOR

ING. WILLIAM RUBERVELAZQUEZ

Todos los organismos, procesos y fenómenos producidos sobre la superficie terrestre, se generan a partir de la energía

Las energías utilizadas para el desarrollo humano, son altamente contaminantes, afectando el sostenimiento y equilibrio del planeta, por esta razón, surgieron LAS ENERGÍAS ALTERNATIVAS 

Son aquellas que no son de origen fósil. Gran cantidad de estas son de tipo renovable, las cuales provienen de fuentes también renovables y se alimentan de fuerzas naturales

¿Qué Son?

LA ENERGÍA EÓLICA

La energía eólica una de las frecuentadas en el mundo .

La energia eolica se da con el aire cuando da el aire y empieza a producir energia,la cual hace que funcione diversos objetos o maquinas entre muchos otros.

La energia eolica

Ejemplo de energia eolica

Como funciona…

En donde se encuentran …

1.- ESUNA FUNTE DE ENERGIA SEGURA Y RENOVABLE

2.- NO PRODUCE MEISIONE S ALA ATMOSFERA NI GENERA RESIDUOS

3.- SU INTALACION ES COMPATIBLE CON MUCHOS USOS DEL SUELO

4.- SE CREAN PUESTOS DE TRABAJO

4.VENTAJAS DE LA ENERGIA EOLICA

-El viento no se agota y es gratuito. -Los parques crean puestos de trabajo.

-La construccion no es costosa ni complicada.

-Reduce la dependencia energetica de los combustibles fosiles.

Ventajas de la energia eolica.

El viento es el encargado de mover las turbinas situadas sobre una torre pues a mas altura mayor velocidad del viento a esto se le la energia eolica

Como es su funcion…

Como funciona…

La energia sirve para los objetos.

ENERGÍA GEOTÉRMICA

La energía geotérmica es una fuente de energía renovable que aprovecha el calor que existe en el subsuelo de nuestro planeta. Sus principales aplicaciones se dan en nuestra vida cotidiana: climatizar y obtener agua caliente sanitaria de manera ecológica tanto en grandes edificios (oficinas, fábricas, hospitales, etc.)

Dónde se encuentran este tipo de energía

En nuestro planeta existen los denominados “puntos calientes”, los cuales son los que cuentan con mayor cantidad de energia geotérmica debajo de la capa terrestre y por donde los puntos estratégicos establece las plantas de energía. Por lo general estos puntos calientes se encuentran en zonas cercanas a volcanes. Uno de los principales puntos calientes del planeta está ubicado en la cuenca del Pacífico, en la zona denominada “Anillo de Fuego”, por su gran cantidad de volcanes. También en Alaska, California, e Islandia.

Ventajas de la energía geotérmica

Una de las principales ventajas de esta fuente de energía es que está presente en todas partes del mundo, a diferencia del petróleo por ejemplo. Otro de los aspectos positivos es que genera bajos niveles de contaminación, sobre todo en relación a los combustibles fósiles.

Desventajas de la energia geotérmica Una de las principales desventajas, sobre todo

en el caso de los géiseres que se encuentran a cielo abierto, es que estos pueden desprender ciertas cantidades de emisiones contaminantes como el sulfuro de hidrógeno, arsénico y otros minerales. Otra de las desventajas es que si bien es mucho más abundante que el petróleo u otros combustibles, los “puntos calientes” que justifiquen una inversión en plantas energéticas no son muchos y si no son bien administrados pueden agotarse en poco tiempo.

Tipos de energía geotérmica• Alta temperatura se usa para producir electricidad. Se da

en determinadas zonas de la tierra que disponen de acuíferos cuya temperatura está comprendida entre 150 y 400ºC.

• Temperaturas medias, en zonas con temperaturas en torno a los 70-150ºC, se pueden instalar pequeñas centrales eléctricas.

• Baja y muy baja temperatura (entre 15 y 60º), es una energía que podemos aprovechar para obtener calor y frío y sus aplicaciones son múltiples: Calefacción a través de suelos radiantes, radiadores, agua caliente,refrigeración, etc. por lo que su uso es posible tanto en el ámbito doméstico como en el industrial (viviendas, colegios, hospitales, hoteles, fábricas, invernaderos, instalaciones deportivas, centros comerciales, entre otros).

ENERGÍA HIDRÁULICA

La energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. La energía potencial, durante la caída, se convierte en cinética. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que finalmente, se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores.

Tubería forzada y o canal: una tubería forzada es la tubería que lleva el

agua a presión desde el canal o el embalse hasta la entrada de la turbina.

La presa:La presa se encarga de mantener el agua en un lugar

alto para garantizar que tenga fuerza suficiente el agua como para mover las turbinas

Las turbinas:La presa se encarga de mantener el agua en un lugar

alto para garantizar que tenga fuerza suficiente el agua como para mover las turbinas

Generador:Es el encargado de producir la electricidad.

Partes de una central hidráulica 1 Agua 2 rejas filtradora 3 tubería forzada 4 eje 5 generador 6 líneas eléctrica 7 Alternadores

Funcionamientos de la energía hidráulica

La energía hidráulica es el aprovechamiento de la fuerza de los saltos de agua de los ríos para la transformación de energía hidráulica, la energía potencial durante la caída se convierte en energía cinética, el agua sigue su curso por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación, que finalmente re transforma en energía eléctrica.

Ventajas de la energía hidráulica1. La energía hidroeléctrica tiene una

producción energética neta de moderada a elevada y costos de operación y mantenimiento bajos.

2. La plantas hidroeléctricas rara vez necesitan ser cerradas y no producen emisiones de dióxido de carbono ni contaminantes del aire atmosférico.

3. Sus embalses tienen una vida útil, de dos a diez veces la vida de plantas térmicas nucleares y de carbón.

4. Las grandes presas ayudan también a controlar inundaciones y proporcionan un flujo regulado de agua de riego a áreas situadas corriente debajo de la presa.

Desventajas de la energía hidráulica1. Los costos de construcción para nuevos

sistemas a gran escala son elevados. 2. Los embalses de los sistemas a gran escala

inundan extensas regiones, destruyen habitantes de la vida silvestre, desplazan pobladores, disminuyen la fertilización natural de los terrenos agrícolas situados agua abajo de la presa.

3. Al reducir el flujo de una corriente, las hidroeléctricas pequeñas alteran las actividades recreativas y la vida acuática, perturban el entorno de los ríos no navegables y destruyen los aguazales y terrenos pantanosos.

Fotos relacionadas con esta energía

Curiosidades de la energía hidráulica

1: la energía hidráulica produce aproximadamente el 20% del total de electricidad en el mundo.

2: la energía hidráulica fue utilizada por lo griegos para moler el trigo, hace mas de 2000 años atrás.

Turbina Kaplan: son turbinas axiales, que tienen la particularidad de poder variar el ángulo de sus palas durante su funcionamiento.

Turbina Pelton: Son turbinas de flujo transversal, y de admisión parcial. Directamente de la evolución de los antiguos molinos de agua, y en vez de contar con álabes o palas se dice que tiene cucharas. Están diseñadas para trabajar con saltos de agua muy grandes, pero con caudales pequeños.(Turbina de acción)

Turbina Francis: Son turbinas de flujo mixto y de reacción. Existen algunos diseños complejos que son capaces de variar el ángulo de sus álabes durante su funcionamiento

1. Centrales de agua fluyente:Utilizan parte del flujo de un río para generar energía eléctrica. Operan en

forma continua porque no tienen capacidad para almacenar agua, no disponen de embalse. Turbinas el agua disponible en el momento, limitadamente a la capacidad instalada. En estos casos las turbinas pueden ser de eje vertical, cuando el río tiene una pendiente fuerte u horizontal cuando la pendiente del río es baja.

2. Centrales de embalse:Es el tipo más frecuente de central hidroeléctrica. Utilizan un embalse para

reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la turbina. Es posible generar energía durante todo el año si se dispone de reservas suficientes. Requieren una inversión mayor.

3.Centrales de bombeo o reversibles:Se trata de un tipo de central que solo genera energía en horas punta y la

consume en horas valle (noches y fines de semana), mediante un grupo electromecánico de bombeo y generación.

TIPOS DE CENTRALES

La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas,transformando la Energía mareomotriz enenergía eléctrica.

La energía mareomotriz es renovable, esto quiere decir que esta energía nunca se acaba.

Consiste en el aprovechamiento de la diferencia de altura que se produce en el agua debido a lafuerza de atracción gravitatoria entre la Luna y la Tierra, que es la causante de las mareas (deahí su nombre, mareo=marea, motriz=movimiento).

RECURSOS

CENTRAL DE RANCE

Esta central se encuentra en el río Rance, al norte de Francia, es la más grande de Europa y la segunda más grande del mundo.

El emplazamiento de la central se realizó de manera que se han aprovechado las altas diferencias entre pleamar y bajamar con unos 10 metros de altura de media.

CÓMO GENERA LA ENERGÍA

Los generadores de corriente de marea hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manera similar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas eólicas. Este método está ganando popularidad debido a costos más bajos y a un menor impacto ecológico en comparación con las presas de marea.

LOCALIZACIÓN

MONTAJE

¿CUÁNTA ENERGIA GENERA?

Cada represa genera energía en una escala de 6 a 17 GW.La central de Rance genera 240MW.

1.000.000W=1MW

Asi que con la central de Rance no tendríamos la energía suficiente que consume unpueblo de 3000 habitantes.

Dalías consume una energía de 11.330,77 MW/h

Sihwa Lake, Corea del Sur

Rance, Francia

MeyGen, Escocia

Annapolis Royal, Canadá

Ventajas

Las principales ventajas de la energía mareomotriz son: -Es una energía limpia

-Es una energía verde

-Es una energía renovable -Es una energía silenciosa -No produce gases de efecto invernadero

INCONVENIENTES

Los inconvenientes de la energía mareomotriz son:

-Efecto en el medio ambiente

-Cercanía a tierra

-Tecnología cara

LA ENERGÍA SOLAR.

1. ¿Qué es la energía solar?

La energía solar es un tipo de energía renovable que convierte la energía del sol en otra forma de energía.

Es un tipo de energía renovable y limpia, lo que se conoce como energía verde.

2. Dispositivos que transforman la energía del Sol en energía aprovechable.PANELES FOTOVOLTAICOS: son paneles

formados por un conjunto de células fotovoltaicas que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos. Se instalan normalmente en

tejados.

PANEL SOLAR TÉRMICO: Las placas solares térmicas permiten aprovechar la

energía del solar para generar calor el cual utilizaremos en viviendas para un uso de

agua caliente sanitaria, calefacción, calentamiento de piscinas, etc.

3. Placa fotovoltaicaLa parte superior de la

placa esta formado por un vidrio que ayuda a

minimizar las perdidas de calor.

El panel esta formado por una cantidad determinada

de células Célula fotovoltaica: es el elemento encargado de transformar la energía

solar en eléctrica.

4. Instalación fotovoltaica (elementos)

Placa fotovoltaicaBaterías: acumulan energía que será utilizada durante momentos de baja o

nula insolación.Regulador: impide que las baterías reciban energía cuando alcanzan su

carga máxima.Inversor: transforma la corriente

continua en alterna.

La biomasa Cantidad de productos obtenidos por

fotosíntesis, susceptibles de ser transformados en combustible útil para el hombre y expresada en unidades de superficie y de volumen.

Cantidad total de materia viva presente en una comunidad o ecosistema.

¿Qué es la biomasa? La bioenergía o energía de biomasa es un tipo

de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica e industrial formada en algún proceso biológico o mecánico, generalmente es sacada de los residuos de las sustancias que constituyen los seres vivos (plantas, ser humano, animales, entre otros), o sus restos y residuos.La biomasa es el recurso renovable más empleado en todo el mundo y una de las fuentes energéticas renovables con mayor potencial de crecimiento durante las próximas décadas.

Ventajas medioambientales Para empezar, una ventaja muy básica pero

fundamental es la de convertir un residuo en un recurso: el correcto tratamiento de la biomasa supone un aumento del reciclaje y una disminución de los residuos.

La energía de biomasa no contribuye al cambio climático: su balance en emisiones de CO2 es neutro. Al quemar la biomasa para obtener energía se libera CO2 a la atmósfera, pero durante el crecimiento de la materia orgánica vegetal se absorbe CO2. De esta forma el ciclo se cierra y el nivel de emisión de CO2 en la atmósfera se mantiene constante.

Al emplear la biomasa como combustible se eliminan residuos, deshechos, aguas residuales y purines que son fuente de contaminación del subsuelo y de las aguas subterráneas.

En su proceso de combustión genera cantidades insignificantes de azufre y cenizas por lo que no provoca el fenómeno de la lluvia ácida.

Desde el punto de vista agrícola, no sólo se minimiza el riesgo de incendio, sino que también se reducen las plagas de insectos, se aprovechan los residuos sin necesidad de quemarlos sobre el propio terreno y se realiza un mejor aprovechamiento de las tierras, pues aquellas en barbecho se pueden destinar a cultivos energéticos.

El aprovechamiento de tierras abandonadas para los cultivos energéticos evita la erosión y degradación del suelo.

Topos de biomasa

Ventajas económicas

La biomasa representa un ahorro y un beneficio económico, ya que su precio es menor en comparación con los combustibles de residuos fósiles.Por otro lado, ha demostrado ser un valor a prueba de recesión económica. Y eso lo está demostrando en los tiempos que corren. La producción de energía a partir de biomasa sólida no ha dejado de crecer en Europa desde el año 2000. El mayor crecimiento tuvo lugar en el año 2003 y fue del 9,8%, seguido de 2010, con un crecimiento del 8% con respecto a 2009.

En el caso de España, también ha habido un notable crecimiento del uso de la biomasa  durante la última década, aunque a un ritmo más lento que en la Unión Europea. En nuestro país, se pasó de 4,176 Mtep de producción con biomasa en 2005 hasta los 4,751 Mtep en 2010, esto es, hubo un incremento del 13,8%. Las principales ventajas económicas de la biomasa son sus costes competitivos y que contribuye a la generación de empleo, como cualquier sector en auge.

Para la biomasa sólida, en particular, hay un gran potencial de empleo en el cuidado y recogida de la biomasa, manipulación y transporte, y operaciones en plantas. También se genera empleo para fabricantes de equipos y plantillas de mantenimiento.

Ventajas sociales

El aprovechamiento energético de la biomasa tiene como ventaja social que contribuye al desarrollo rural y a que se reduzcan las desigualdades entre regiones. Y es que ayuda al tejido industrial y a la mano de obra en el entorno rural.

El desarrollo de este recurso favorece de esta manera que disminuyan el abandono del mundo rural y los desequilibrios de éste frente al urbano. Y por supuesto, contribuye al desarrollo sostenible.  

Es un tipo de energía renovable que utiliza las diferencias entre las aguas oceánicas profundas, más frías, y las superficiales, más cálidas, para mover una máquina térmica y producir trabajo útil, generalmente en forma de electricidad. Fue originalmente concebida por el físico francés Arsène d'Arsonval. Hasta ahora ha tenido el problema del rendimiento, pero los nuevos diseños en intercambiadores y otros dispositivos térmicos hacen que éste se aproxime al máximo teórico

LA ENERGÍA MAREMOTÉRMICA 

En diferentes zonas del mundo el agua tiene distintas temperaturas dependiendo de la profundidad en que se encuentre, en especial en los trópicos, donde pueden distinguirse tres capas térmicas:

•La superficial: de 100 a 200 metros de espesor, que actúa como colector de calor, con temperaturas entre 25 y 30 grados.

•La intermedia: entre los 200 y 400 metros de profundidad, con una variación rápida de temperatura y que actúa como barrera térmica entre las capas superior y profunda.

•La profunda: en la que la temperatura disminuye suavemente hasta alcanzar 4 °C a 1000 metros y 2 °C a 5000 metros.Así, usando el agua superficial para calentar un líquido con un punto de ebullición bajo (usando un intercambiador de calor) este se transformaría en vapor que podría mover una turbina para generar electricidad. Luego, este vapor se enfriaría en otro intercambiador de calor en contacto con el agua fría de las profundidades para luego reiniciar el ciclo de generación.

a) Es inagotable puesto que está relacionada con los grandes procesos climatológicos; sin embargo, los lugares favorables para su instalación, caracterizados por una temperatura superficial del agua muy elevada, no son muy numerosos; es posible, sin embargo, evitar en cierta medida esta o aquella condición aumentando la temperatura de la capa caliente aprovechada (impidiendo la evaporación mediante delgadas capas de aceite, etc.), o utilizando instalaciones flotantes.

b) El rendimiento teórico máximo de Carnot, como hemos visto, es muy bajo, 0,073 si el agua caliente está a 28°C y la fría a 6°C; 0,086 para el agua caliente a 30°C y la fría a 4°C. Es indispensable, por tanto, acercarse lo más posible a la reversibilidad (ciclo con numerosos pasos evaporación-condensación, y viceversa) y hacer que la parte de energía consumida por las instalaciones auxiliares(extractor de gases disueltos y bombas de circulación) se reduzca al mínimo.

CARACTERISTICAS

c) La turbina debe ser de grandes dimensiones (lo que impone una baja velocidad de rotación) para que la diferencia de tensión de vapor entre el condensador y el evaporador sea mínima; para obviar esto se ha propuesto emplear un fluido auxiliar, como el amoniaco, cuya tensión de vapor varía con la temperatura mucho más que la del agua.

d) Aunque en las actuales condiciones de la economía mundial una central térmica semejante no parece muy competitiva, presenta la interesante particularidad de producir grandes cantidades de agua dulce del orden de las 300 Ton/hora en una central de 3,5 MW; por otro lado, el agua profunda utilizada para refrigerar el condensador, saldría de la instalación a la temperatura de unos 16°C (18.000 Termias/hora en el caso citado) y sería por tanto utilizable como agua de refrigeración en determinadas industrias.

La energía azul o potencia osmótica 

Es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río. El residuo en este proceso es únicamente agua salobre. Esta fuente de energía renovable presenta un gran potencial en regiones con ríos caudalosos: En los Países Bajos, por ejemplo, más de 3300 m³ de agua dulce por segundo desembocan en el mar como promedio. El potencial energético es por lo tanto de 3300 MW, suponiendo 1 MW/m³ de agua fresca por segundo.

W1: agua de río; W2: agua de mar; M: membrana; O: proceso osmótico; P: presión obtenida.

La ósmosis por presión retardada utiliza tecnologías basadas en poner en contacto los dos fluidos(agua de río y agua de mar) a través de una membrana específica que permite pasar el agua, pero no las sales. Esto genera una diferencia de presión que puede aprovecharse en una turbina. Una planta prototipo funciona desde el año 2009 en Tofte (Noruega), 1

 desarrollada por Statkraft, demostrando el potencial de esta fuente de energía renovable, que tiene la ventaja de basarse en tecnologías similares a las de ósmosis inversa, difiriendo fundamentalmente en el tipo de membrana a utilizar.

La electrodiálisis inversa se ha probado extensamente en condiciones de laboratorio. Una membrana nueva, barata, basada en polímeros eléctricamente modificados del polietileno, le ha dado una nueva oportunidad para su uso comercial. El principal impulsor de esta tecnología es la empresa REDStack, con membranas de FUJIFilm. Un módulo con una capacidad de 250 kilovatios tiene el tamaño de un contenedor. En 2005 una planta de 50 kilovatios se construyó en un sitio de prueba costero en Harlingen,(Países Bajos), operando con éxito.

GRACIAS

POR SU

ATENCIÓN