Energias renovables
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Daniel ApaolazaDaniel Apaolaza
Guillem BalseraGuillem Balsera
Tipos de energías renovables:
• Solar
• Eólica
• Geotérmica
• Marina/Hidráulica
• Biomasa
Solar
Dos tipos:• Solar
• Solar térmica
SolarLa energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el
Sol.
La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce a
través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una
de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como
energía limpia o energía verde. Si bien, al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden
suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.
La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la
amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es de
aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como
Irradiancia.
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SolarLa radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La
radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones
intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples
fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos
atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización,
mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.
La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmósfera, recibe el
nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/m² (que corresponde a un valor
máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²).
Según informes de Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos
tercios de la población mundial en 2030.
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Solar térmica
La energía solar térmica o energía termosolar consiste en el aprovechamiento de la energía del
Sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de
agua caliente destinada al consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria,
calefacción, o para producción de energía mecánica y, a partir de ella, de energía eléctrica.
Adicionalmente puede emplearse para alimentar una máquina de refrigeración por absorción,
que emplea calor en lugar de electricidad para producir frío con el que se puede acondicionar el
aire de los locales.
La energía solar térmica puede utilizarse para dar apoyo al sistema convencional de calefacción
(caldera de gas o eléctrica), apoyo que consiste entre el 20% y el 50% de la demanda energética
de la calefacción. Para ello, la instalación o caldera ha de contar con intercambiador de placas
(funciona de forma similar al baño María, ya que el circuito
de la caldera es cerrado) y un regulador (que dé prioridad en
el uso del agua caliente para ser empleada en agua de manos).
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EólicaEnergía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de
las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.
El término eólico viene del latín Aeólicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la
mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos
impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica
mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue
de 94.1 giga vatios. En 2009 la eólica generó alrededor del 2% del consumo de electricidad mundial,
cifra equivalente a la demanda total de electricidad en Italia, la séptima economía mayor mundial.
En España la energía eólica produjo un 11% del consumo eléctrico en 2008, y un 13.8% en 2009. En
la madrugada del domingo 8 de noviembre de 2009, más del 50% de la electricidad producida en
España la generaron los molinos de viento, y se batió el récord total de producción, con 11.546
megavatios eólicos.
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda
a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al
reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles,
lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin
embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.
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Los primeros molinosLa referencia más antigua que se tiene es un molino de viento que fue usado para hacer
funcionar un órgano en el siglo I era común. Los primeros molinos de uso práctico fueron
construidos en Sistán, Afganistán, en el siglo VII. Estos fueron molinos de eje vertical con hojas
rectangulares. Aparatos hechos de 6 a 8 velas de molino cubiertos con telas fueron usados para
moler maíz o extraer agua.
En EuropaEn Europa los primeros molinos aparecieron en el siglo XII en Francia e Inglaterra y se distribuyeron por el continente. Eran unas estructuras de madera, conocidas como torres de molino, que se hacían girar a mano alrededor de un poste central para levantar sus aspas al viento. El molino de torre se desarrolló en Francia a lo largo del siglo XIV. Consistía en una torre de piedra coronada por una estructura rotativa de madera que soportaba el eje del molino y la maquinaria superior del mismo. Estos primeros ejemplares tenían una serie de características comunes. De la parte superior del molino sobresalía un eje horizontal. De este eje partían de cuatro a ocho aspas, con una longitud entre 3 y 9 metros. Las vigas de madera se cubrían con telas o planchas de madera. La energía generada por el giro del eje se transmitía, a través de un sistema de engranajes, a la maquinaria del molino emplazada en la base de la estructura. Los molinos de eje horizontal fueron usados extensamente en Europa Occidental para moler trigo desde la década de 1180 en adelante. Basta recordar los ya famosos molinos de viento en las andanzas de Don Quijote. Todavía existen molinos de esa clase, por ejemplo, en Holanda.
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Molinos de bombeoEn Estados Unidos, el desarrollo de molinos de bombeo, reconocibles por sus múltiples velas
metálicas, fue el factor principal que permitió la agricultura y la ganadería en vastas áreas de
Norteamérica, de otra manera imposible sin acceso fácil al agua. Estos molinos contribuyeron a la
expansión del ferrocarril alrededor del mundo, supliendo las necesidades de agua de las
locomotoras a vapor.
Turbinas modernasLas turbinas modernas fueron desarrolladas a comienzos de 1980, si bien, los diseños continúan
desarrollándose.
Turbina moderna Molino de bombeo
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GeotérmicaLa energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del
calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los
que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del
griego geo (Tierra), y thermos (calor); literalmente "calor de la Tierra“.
Se produjo energía eléctrica geotérmica por vez primera en Larderello, Italia, en 1904. Desde ese tiempo, el uso de la energía geotérmica para electricidad ha crecido mundialmente a cerca de 8.000 megawatt de los cuales EE. UU. genera 2.700 MW.
Ventajas• Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
• Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón.
• Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético
• Ausencia de ruidos exteriores
• Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinados.
• No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.
• El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de tanques de almacenamiento de combustibles.
• La emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.
Inconvenientes
Inconvenientes
• En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.
• Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.
• Contaminación térmica.
• Deterioro del paisaje.
• No se puede transportar (como energía primaria).
• No está disponible más que en determinados lugares.
La energía de la biomasa es un tipo de emergía renovable procedente del aprovechamiento de la
materia orgánica e inorgánica formada en algún proceso biológico o mecánico, generalmente, de
las sustancias que constituyen los seres vivos (plantas, ser humano, animales, entre otros), o sus
restos y residuos. 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.
No se considera como energía de la biomasa, aunque podría incluirse en un sentido amplio, la
energía contenida en los alimentos suministrados a animales y personas, la cual es convertida en
energía en estos organismos en un porcentaje elevado, en el proceso de la respiración celular.
Biomasa
Energía marinaLa energía marina o energía de los mares (también denominada a veces energía de los océanos
o energía oceánica ) se refiere a la energía renovable transportada por las olas del mar , las
mareas , la salinidad y las diferencias de temperatura del océano. El movimiento del agua en los
océanos del mundo crea un vasto almacén de energía cinética o energía en movimiento. Esta
energía se puede aprovechar para generar electricidad que alimente las casas, el transporte y la
industria.
El término energía marina abarca tanto la energía de las olas - la energía de las olas de superficie
y la energía mareomotriz - obtenida a partir de la energía cinética de grandes cuerpos de agua en
movimiento. La energía eólica cuesta-afuera suele confundirse como una forma de energía
marina, pero es una energía eólica y por tanto derivada de la del viento , aunque el
aerogeneradores se coloquen sobre el agua.
Los océanos tienen una enorme cantidad de energía y están muy cerca a muchas, sino a la
mayoría, de la concentraciones de población. Bastantes investigaciones muestran que la energía
oceánica tiene el potencial de proporcionar una cantidad sustancial de nuevas energías
renovables en todo el mundo.[1
Energía de las corrientesLa energía de las corrientes marinas una forma de energía marina obtenida del aprovechamiento
de la energía cinética de las corrientes marinas , como la Corriente del Golfo. Aunque no se utiliza
todo lo ampliamente que pudiera, las corrientes marinas tienen un potencial importante para la
futura generación de electricidad . Las corrientes marinas son más predecibles que el viento
energía eólica y la energía solar.
Las corrientes marinas son causadas principalmente por la subida y bajada de las mareas como
resultado de las interacciones gravitacionales entre la tierra, la luna y el sol, que hacen que fluya
todo el mar. Otros efectos, como las diferencias regionales en la temperatura y la salinidad y el
efecto de Coriolis debido a la rotación de la tierra son también influencias principales. La energía
cinética de las corrientes marinas se pueden convertir en su mayor parte, de la misma forma que
una turbina eólica extrae energía del viento, utilizando varios tipos de rotores de flujo abierto.
El potencial de generación de energía eléctrica a partir de las corrientes marinas de la marea es
enorme. Hay varios factores que hacen a la generación de electricidad a partir de las corrientes
marinas muy atractiva en comparación con otras energías renovables:
• Los alto factores de carga debido a las propiedades del fluido. Existe previsibilidad de los recursos, de modo que, a diferencia de la mayoría de las otras energías renovables, la disponibilidad futura de energía puede ser conocida y prevista, evitando la intermitencia.
• Los recursos potencialmente grandes que pueden ser explotados con escaso impacto ambiental, lo que ofrece uno de los métodos menos perjudiciales para la generación a gran escala de electricidad.
• La viabilidad de instalaciones de energía de corrientes marinas para proporcionar también energía a la red eléctrica de base, especialmente si están interconectadas dos o más matrices independientes, con flujos máximos no coincidentes en el tiempo.
Energía azul
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 con el uso de la electrodiálisis inversa (o de la
ósmosis) con membranas de iones específicos. El residuo en este proceso es agua salobre.
La tecnología de la electrodiálisis inversa se ha probado en condiciones de laboratorio. Como en
tecnologías comunes, el costo de la membrana era un obstáculo. Una membrana nueva, barata,
basada en un plástico eléctricamente modificado del polietileno, le ha dado una nueva
oportunidad para su uso comercial.
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 salida de agua fresca por segundo.
Un módulo con una capacidad de 250 kilovatios tiene el tamaño de un contenedor.
En 2005 una planta de 50 kilovatios está situada en un sitio de prueba costero en Harlingen, los
Países Bajos.
Energía maremotérmica
La energía maremotérmica (también conocida como Ocean Thermal Energy Conversion,
conversión de energía térmica oceánica, abreviadamente OTEC u OTE) es un tipo de energía
renovable que utiliza las diferencias entre las aguas oceánicas profundas, más frías, y las
superficiales, más calidas, 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.
Energía de las olasLa energía undimotriz, a veces llamada energía olamotriz, es la energía producida por el
movimiento de las olas. Es menos conocida y extendida que otros tipos de energía marina, como
la mareomotriz, pero cada vez se aplica más.
Algunos sistemas pueden ser:
Un aparato anclado al fondo y con una boya unida a él con un cable. El movimiento de la boya se
utiliza para mover un generador. Otra variante sería tener la maquinaria en tierra y las boyas
metidas en un pozo comunicado con el mar.
Un aparato flotante de partes articuladas que obtiene energía del movimiento relativo entre sus
partes. Como la "serpiente marina" Pelamis.
Un pozo con la parte superior hermética y la berruga comunicada con el mar. En la parte superior
hay una pequeña abertura por la que sale el aire expulsado por las olas. Este aire mueve una
turbina que es la que genera la electricidad.
Tipos energías marinas