Departamento de Educación TecnológicaProfesor: Jorge Jiménez AriasSegundo Ciclo Básico.

¿Cuales son las Energías Renovables?

Son las energías que tienen origen solar (a excepción de la geotérmica).

El concepto de renovabilidad depende de la escala de tiempo que se utilice y del ritmo de uso de los recursos.

Las energías renovables, principalmente biomasa, constituyen el 14% del consumo energético global.

Energía Hidráulica

Energía que se obtiene del agua en Movimiento

Se compone de un salto (Ep) y un Caudal (Ec)

Potencia Hidráulica = γ Q Hn

Donde, γ : peso especifico del agua (1000 Kg/m3) Q: Caudal de agua (m3/s) Hn: Altura neta (m)

Esquema de una central Hidroeléctrica (turbina del tipo Pelton)

Energía Hidráulica Aspectos Ambientales

Movimientos de Tierra en el proceso de construcción

Remoción de la vegetación existente

Intervención del cuso del agua

Construcción de obras permanentes

Proceso de Construcción

Contaminación temporal del aire (partículas en suspensión , gases de combustión provenientes de las maquinarias)

Modificación de ambientes acuáticosVariación de la calidad del agua (Sedimentos) y del flujo

Aspectos Ambientales

Modificación temporal del Habitad

La energía Mini hidráulica

Instalaciones de pequeña escala (mini centrales)

impacto ambiental es mínimo.

Figura : Minicentral hidráulica, Fundación Huinay, X región

Energía Eólica La energía cinética del viento puede transformarse en energía

útil, tanto mecánica como eléctrica

Figura : Energía Eólica por continente, total mundial 59.206 MW

Energía Eólica Actualmente en el uso de energía eólica y el diseño de

aerogeneradores, se consideran áreas de interés aquellas que presentan velocidades medias del viento por encima de los 6 m/s.

La energía eólica disponible de una determinada zona se encuentra en función de la velocidad (V), del área (A), barrida por las palas del molino y de la densidad (ρ) del aire. De esta forma, y aplicando los principios de la física mecánica clásica,

se obtiene la expresión teórica de la potencia disponible:Potencia = 0,5 ρ A V3

En la practica solo se consigue un 59%

AerogeneradoresActualmente los aerogeneradores se diseñan con su eje horizontal,

diseño mas usual, pero también existen los de eje vertical.

En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un

alternador, que produce energía eléctrica

Aerogeneradores

Capacidad:Diámetro rotor:Altura Torre:

Energía EólicaAspectos Ambientales

Incidencia sobre la población de aves migratorias

Ruido producido por los aerogeneradores

Impacto visual

Energía Geotérmica constituyen la energía derivada del calor que se extrae a través de los fluidos geotérmicos que surgen de procesos

naturales o artificiales de acumulación y calentamiento del subsuelo

Figura : distribución mundial de volcanes y capas.

Energía GeotérmicaLa reserva geotérmica se forma en rocas porosas y

permeables ubicadas bajo una capa de roca impermeable que atrapan en agua caliente y vapor en

asenso.

Figura : Zonas del subsuelo relacionadas con la geotermia.

Energía Geotérmica

Energía Geotérmica

Figura : Yacimiento geotérmico de alta temperatura

Energía Geotérmica Unidades de ciclo binario: son unidades modulares de 1 a 3 MW que funcionan con agua caliente en vez de vapor, son totalmente automáticas, en las unidades de ciclo binario se utiliza el agua geotérmica caliente (130 a 150°C), para trasferir calor a un fluido secundario de menor punto de ebullición, por lo general Isopentano, el cual al evaporarse opera un ciclo de generación cerrado moviendo una turbina de diseño especial, luego el fluido se condensa para cerrar el ciclo, por su parte el agua geotérmica, ahora mas fría alrededor de 80°C, se reinyecta al yacimiento.

Figura : Central cerro prieto, México. Capacidad 720 MW

Energía GeotérmicaAspectos Ambientales

Energía SolarLa energía solar es la energía obtenida mediante la

captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.

La energía solar ofrece dos formas de producción de electricidad: térmica y fotovoltaica

Energía Solar

Energía Solar Térmica

Energía solar Térmica

se utiliza en aplicaciones que requieren temperaturas inferiores a los 50 a 60°C

Temperaturas a partir de los 80°C,

Energía Solar Térmica Últimamente se han desarrollado las tecnologías de los

receptores de discos con motor y los sistemas de espejos y receptores de torre.

Figura : receptores de Disco y motor (eficiencia entre 12 y 18%)

Figura : Sistema de espejos y receptor en torre

Energía solar Fotovoltaica Las placas fotovoltaicas se dividen en:

Cristalinas Mono cristalinas: se componen de secciones de un único cristal de silicio (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4 lados cortos, si se observa, se aprecia que son curvos, debido a que es una célula circular recortada).Policristalinas: cuando están formadas por pequeñas partículas cristalizadas.

Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado.

Energía Solar Fotovoltaica

Figura : paneles solares fotovoltaicos en edificios

Energía SolarAspectos Ambientales

Como aspecto negativo se tiene el impacto visual, esto se puede evitar mediante la integración de paneles en cubierta y fachadas de edificios

La fabricación de los componentes fotovoltaicos utilizan algunos materiales potencialmente tóxicos y peligrosos que se deben almacenar

adecuadamente para evitar emisiones al suelo y las aguas subterráneas.

Energía de Biomasa

Se entiende por biomasa al conjunto de materia orgánica de origen vegetal, animal o procedente de la transformación

natural o artificial de la misma.

La aplicación más común de la biomasa es la combustión directa, aunque existen tecnologías (gasificación, pirolisis, fermentación alcohólica y digestión anaeróbica) que transforman la biomasa inicial en otros combustibles con características más favorables para su uso.

Energía de Biomasa

Energía de Biomasa

Figura : planta de cogeneración (calor y energía eléctrica)

Energía de Biomasa

Figura : planta de cogeneración con biogás

Energía de BiomasaAspectos Ambientales

Disminución de las emisiones de CO2

reciclaje y disminución de residuos

Deforestación

Producción estacional de materias primas

Energía del Mar

Energía MareomotrizPara generar energía eléctrica a partir de las mareas se

requiere construir un dique que almacena agua convirtiendo la energía potencial de esta en electricidad por medio de una turbina, igual que en caso de las centrales hidráulicas. La energía producida es proporcional a la cantidad del agua

desalojada y a la diferencia de altura existente.

Figura : Central Mareomotriz de Rance, Francia

Energía MareomotrizLas ventajas de esta fuente de energía son claras, ya que es una

fuente muy abundante y renovable, las mareas se repiten de forma periódica y fácilmente predecible, se trata de una energía

limpia que no genera gases que incrementen el efecto invernadero.

Entre los inconvenientes cabe destacar que no es una tecnología desarrollada y que las labores de

instalación y mantenimiento son complejas y costosas.

Energía de las olasLa tecnología de conversión de movimiento oscilatorio de las olas, en energía eléctrica se fundamenta en que la ola incide creando

un movimiento rotativo entre un absolvedor y un punto de reacción que impulsa un fluido a través de un generador.

En la actualidad el sistema más maduro es el de columna de agua oscilante; consiste en un tubo hueco que contienen aire que se

comprime y expande por efecto de las olas, estas penetran por la parte inferior y desplazan hacia arriba una columna de aire aumentando la

presión, una turbina situada en el extremo superior del tubo, aprovecha la energía del aire.

Energía térmica oceánica La conversión de la energía térmica oceánica es un método para transformar en energía útil la diferencia de temperatura entre el

agua de la superficie y el agua que se encuentra a 100 m de profundidad. En las zonas tropicales esta diferencia varía entre 20 a 24°C.Para el aprovechamiento energético es suficiente una

diferencia de 20°C.

Emplea un circuito cerrado y un fluido de baja temperatura de ebullición (amoniaco, freón, propano), que se evapora en contacto con el agua caliente de la superficie. Este vapor mueve un turbo generador, se condensa con agua fría de las profundidades y el

fluido queda dispuesto de nuevo para su evaporación.

Energía Térmica Oceánica

Figura : buque Le Tunisie, donde G Claude (1934) modelo la conversión de la energía

termoceánica