EDUCACIÓN TECNOLÓGICA 1°1° - 1°2° - 1°3°

Tema: Centrales Energéticas Alternativas

Prof. Evangelina Araguás

1. Utilizando la información que te brinda el presente documento, resuelve las actividades planteadas al final del

mismo.

Nos seguimos comunicando a través del grupo y continuamos con las clases virtuales en los días y horarios

habituales. Es muy importante que, quienes puedan hacerlo, se conecten a las mismas ya que en ellas

desarrollamos los contenidos que se abordan en las actividades propuestas. En el caso de no poder hacerlo,

recuerden que continuamos con las consultas en los días y horarios acordados.

Centrales Energéticas Alternativas

Central Solar Las centrales solares son instalaciones destinadas a aprovechar la radiación del Sol para generar

energía eléctrica. Existen 2 tipos de instalaciones con las que se puede aprovechar la energía del Sol

para producir electricidad:

Central termosolar

Instalación fotovoltaica

Centrales termosolares Una central termosolar es una instalación que permite el aprovechamiento de la energía del Sol para

producir electricidad utilizando un ciclo térmico parecido al de las centrales térmicas

convencionales. Hay diferentes esquemas de centrales termosolares, aunque las más importantes son:

Centrales de torre central. Disponen de un conjunto

de espejos direccionales de grandes dimensiones que

concentran la radiación solar en un punto. El calor es

transferido a un fluido que circula por el interior de

la caldera y lo transforma en vapor, empezando así un

ciclo convencional de agua-vapor.

Centrales de colectores distribuidos. Utilizan los

llamados colectores de concentración, que concentran la

radiación solar que reciben en la superficie, lo cual

permite obtener, con buenos rendimientos,

temperaturas de hasta 300ºC, suficientes para producir

vapor a alta temperatura, que se usa para generar

electricidad o también para otros procesos industriales.

Funcionamiento de una central termosolar

Una central termosolar de torre central está formada por un campo de espejos direccionales de

grandes dimensiones que reflejan la luz del Sol y concentran los rayos reflejados en una caldera situada

en una torre de gran altura.

En la caldera, la aportación calorífica de la radiación solar es absorbida por un fluido térmico que es

conducido hacia un generador de vapor, en el cual transfiere su calor a un segundo fluido (generalmente

agua) para convertirlo en vapor.

Este vapor se conduce a una turbina para transformar su energía en energía mecánica que se

transformará en electricidad en el alternador.

El vapor se lleva a un condensador donde vuelve a su estado líquido para poder repetir un nuevo ciclo de

producción de vapor.

Parques fotovoltaicos El efecto fotovoltaico es un fenómeno físico que consiste en la conversión de la energía luminosa en

energía eléctrica. La energía de radiación (fotones) que incide sobre una estructura heterogénea de

material (célula fotovoltaica) es absorbida por electrones de las capas más externas de los átomos que

forman este material, eso crea una corriente eléctrica interior de una tensión determinada.

Las células se conectan en serie para formar un módulo fotovoltaico.

Funcionamiento de las centrales fotovoltaicas

El elemento básico de un parque fotovoltaico es el conjunto de células fotovoltaicas que captan la

energía solar, transformándola en corriente eléctrica continua. Las células fotovoltaicas están

integradas en módulos que, al unirse, formarán placas fotovoltaicas.

La corriente continua generada se envía, en primer lugar, a un armario de corriente continua donde se

producirá la transformación con la ayuda de un inversor de corriente y, finalmente se lleva a un centro

de transformación donde se adapta la corriente a las condiciones de intensidad y tensión de las líneas

de transporte de la red eléctrica.

Central eólica El parque eólico es una central eléctrica donde la

producción de la energía eléctrica se consigue a partir de

la fuerza del viento, mediante aerogeneradores que

aprovechan las corrientes de aire.

El viento es un efecto derivado del calentamiento desigual

de la superficie de la Tierra por el Sol.

El principal problema de los parques eólicos es

la incertidumbre respecto a la disponibilidad de

viento cuando se necesita. Lo que implica que la energía

eólica no puede ser utilizada como fuente de energía única y

deba estar respaldada siempre por otras fuentes de energéticas con mayor capacidad de regulación

(térmicas, nucleares, hidroeléctricas, etc.).

Para aprovechar la energía eólica se utilizan los aerogeneradores.

El aerogenerador

Un aerogenerador es un generador de

electricidad activado por la acción del

viento. El viento mueve la hélice y a través de

un sistema mecánico de engranajes hace

girar el rotor de un generador, que produce la

corriente eléctrica.

Funcionamiento de una central eólica

Para producir electricidad con una central eólica es necesario que el viento sople a una velocidad de

entre 3 y 25m/s.

El viento hace girar las palas al incidir sobre ellas, convirtiendo así la energía cinética del viento en

energía mecánica que se transmite al rotor. Esta energía se transmite mediante un eje de baja

velocidad a la caja del multiplicador, de donde sale a una velocidad 50 veces mayor. Es entonces cuando

se puede transmitir al eje del generador eléctrico para producir energía eléctrica.

En un aerogenerador se crea electricidad estática al producirse el roce del viento sobre él. Esta

electricidad estática se descarga a través de una presa en el suelo que tienen todos los

aerogeneradores. Esta presa en el suelo se instala porque, debido a la altura de la torre, se crea

una diferencia de potencial entre el suelo y el aerogenerador.

Centrales Geotérmicas

En muchos lugares de la Tierra se producen fenómenos geotérmicos que pueden ser aprovechados para

generar energía útil para el consumo. Estas fuerzas se desarrollan en el interior de la corteza terrestre,

normalmente a profundidades de 50 km, en una franja llamada sima o sial; algunas de sus

manifestaciones sobre la superficie son los volcanes activos.

Conforme descendemos hacia el interior de la corteza terrestre se produce un aumento gradual de

temperatura, estimado en 1 grado cada 37 metros de profundidad. Sin embargo, en determinadas zonas

de nuestro planeta, por ejemplo en algunas islas volcánicas de Canarias, las altas temperaturas se

encuentran a nivel de la superficie. En estos casos, es cuando una instalación geotérmica resulta más

rentable.

Para aprovechar la energía geotérmica se recurre a sistemas similares a los empleados en energía solar

con turbina, es decir, calentamiento de un líquido que puede tener distintas aplicaciones, pero que

habitualmente se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez mueve un

generador eléctrico.

Los sistemas geotérmicos producen un rendimiento mayor con respecto a otros sistemas, y además

tienen un costo de mantenimiento menor. De hecho, la única pieza móvil de una central geotérmica es el

sistema de turbina-generador, y por tanto todo el conjunto tiene una vida útil más larga. Además, la

energía utilizada está siempre presente, lo cual apenas implica variaciones, como sucedería en otros

sistemas que dependen, por ejemplo, del caudal de un río o del nivel de radiación solar.

El funcionamiento de una central geotérmica es bastante simple: consta de una perforación practicada

a gran produndidad sobre la corteza terrestre (unos 5 km), con objeto de obtener una temperatura

mínima de 150º C, y en la cual se han introducido dos tubos en circuito cerrado en contacto directo con

la fuente de calor.

Desde la superficie se inyecta agua fría a través de uno de los extremos del tubo, la cual se calienta al

llegar al fondo formando vapor de agua y regresando a chorro a la superficie a través del otro tubo. En

el extremo de éste está acoplada una turbina-generador que suministra la energía eléctrica para su

distribución. El agua enfriada es devuelta de nuevo al interior por el primer tubo para repetir el ciclo.

A pesar de su sencillez, el sistema está pensado fundamentalmente para aplicaciones que no requieran

un suministro de energía a gran escala, debido a las características geotérmicas de las rocas. Al

contrario de lo que sucede con los metales, las rocas o la arena no tienen capacidad conductora del

calor, es decir, la conservan, por eso si se utilizase una central geotérmica con intención de producir

energía a gran escala llegaría un momento en que el proceso se detendría.

En la argentina existen actualmente 6 grandes zonas, actualmente bajo estudio de factibilidad por la

Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Nación.

Copahue-Caviahue (Prov. de Neuquén): se encuentra en la etapa de desarrollo un proyecto para

suministrar calefacción para la población de Caviahue utilizando el recurso de Copahue. En abril

de 1988 se instaló una central geotérmica piloto de una potencia igual a 670 kw .

Domuyo (Prov. de Neuquén): actualmente provee en forma directa calefacción y agua caliente a

un pequeño complejo turístico Villa Aguas Calientes.

Tuzgle (Prov. de Jujuy y Salta).

Río Valdez (Prov. de Tierra del Fuego): presenta buenas condiciones geotérmicas, con potencial

para calefacción de edificios, suministro de agua caliente para uso doméstico, público e

industrial.

Bahia Blanca (Prov. de Buenos Aires).

Caimancito – La Quinta – El Palmar (Prov. de Jujuy).

Central mareomotriz El funcionamiento básico de una central mareomotriz se basa en llenar un embalse durante la marea

alta o pleamar y en expulsar el agua durante la marea baja o bajamar. Se produce energía eléctrica

cuando el agua pasa por unas turbinas instaladas en los conductos de llenado/vaciado del embalse.

Cuando sube la marea se llena el embalse. Cuando empieza a bajar la marea se cierra el embalse durante

unas horas para obtener una adecuada diferencia de nivel entre el embalse y el mar abierto. Al abrir

las compuertas el agua pasa por unas turbinas que generan la energía eléctrica.

Central mareomotriz en el rio Rance Francia

El tiempo de funcionamiento de una central mareomotriz es de 6 a 7 horas por marea y de 2 a 3 horas

de tiempo de espera entre cada marea, lo que supone entre 12 y 14 horas diarias de producción de

energía eléctrica.

Para que una central mareomotriz sea rentable la amplitud de la marea debe ser al menos de 5 metros.

El rendimiento de una central mareomotriz depende de la amplitud de la marea, de la superficie del

embalse y de la longitud del dique.

Central de biomasa

Es una instalación industrial diseñada para generar energía eléctrica a partir de recursos biológicos.

Así pues, las centrales de biomasa utilizan fuentes renovables para la producción de energía eléctrica.

Funcionamiento de una central de biomasa de generación eléctrica

El proceso de funcionamiento de una central eléctrica de biomasa es el siguiente:

En primer lugar, el combustible principal de la instalación y los residuos forestales se almacenan

en la central. Allí se tratan para reducir su tamaño, si fuera necesario.

A continuación, pasa a un edificio de preparación del combustible, donde se clasifica en función

de su tamaño y finalmente se llevan a los correspondientes almacenes.

Seguidamente son conducidos a la caldera para su combustión, eso hace que el agua de las

tuberías de la caldera se convierta en vapor debido al calor.

El agua que circula por las tuberías de la caldera proviene del tanque de alimentación, donde

seprecalienta mediante el intercambio de calor con los gases de combustión aún más lentos que

salen de la propia caldera.

Del mismo modo que se hace en otras centrales térmicas convencionales, el vapor generado a la

caldera va hacia la turbina de vapor que está unida al generador eléctrico, donde se produce la

energía eléctrica que se transportará a través de las líneas correspondientes.

El vapor de agua se convierte en líquido en el condensador, y desde aquí es nuevamente enviado

al tanque de alimentación cerrándose así el circuito principal agua-vapor de la central.

ACTIVIDAD

1. Describe las características más importantes y el funcionamiento de cada una de las centrales

alternativas que se utilizan para generar energía eléctrica, para guiarte puedes utilizar las

siguientes preguntas:

a. ¿Qué tipo de combustible que utiliza?

b. ¿Cuáles son los principales equipos que la componen?

c. ¿Cómo se realiza la producción de energía eléctrica?

2. Averigua: ¿Cuáles son las formas de energía alternativas que se aprovechan en la Argentina para

generar energía eléctrica? ¿En qué zona del país se las utiliza?

http://energiasdemipais.educ.ar/mapa/#todas

3. Elegí una de ellas y enviame un video dónde la describas y hables de sus características, ventajas

y desventajas y cualquier otra información que te parezca importante.