Energas Renovables

Energas RenovablesEnergas RenovablesAlejandra HermosaByron Fernando Pullay MoralesKaty DuchiSemestre: Sexto

Paralelo: 223 de Junio del 2015ResumenLa energa es la mayor o menor capacidad de realizar un trabajo o producir un efecto en forma de movimiento, luz, calor, etc. Es la capacidad para producir transformaciones. Nosotros aprovechamos esta capacidad para transformar la energa que obtenemos de la naturaleza segn nuestras necesidades e intereses.

Las energas ms utilizadas en la actualidad no son renovables como, por ejemplo, el carbn, el petrleo y el gas natural, que estn formados por descomposicin de plantas y animales que vivieron millones de aos atrs y se fueron depositando en el interior de la tierra. Representan la energa solar acumulada bajo tierra

Cuando esos combustibles se queman, liberan la energa que acumularon durante millones de aos, produciendo calor y CO2. Se los considera la energa que mueve al mundo. Estas energas tambin tienen utilidad en la industria qumica, en la fabricacin de diversos productos.

Pero a pesar de mover el mundo, estos combustibles son los principales responsables de la degradacin y contaminacin ambiental, ya que al quemar carbn, gas, nafta y otros derivados del petrleo, se quita oxgeno al aire, produciendo calor y liberando CO2 y otros gases

El constante incremento de la utilizacin de estos recursos energticos producir una aceleracin del calentamiento global del planeta y una elevacin del nivel de los ocanos. Los combustibles fsiles se agotan y amenazan con provocar una catstrofe ecolgica. Gases como el Dixido de Carbono, que absorben parte de la energa calrica de la superficie de la tierra produciendo el llamado "Efecto Invernadero. Con el aumento de emanacin de este gas se producir un aumento de la temperatura del planeta. Sus principales consecuencias sern el derretimiento de los casquetes polares, con lo que aumentar el nivel del mar, y esto podra conducir a la consecuente desaparicin de ciudades costeras

Una posible solucin a estos problemas sera la utilizacin de energas alternativas que son fuentes de obtencin de energa sin destruccin del medio ambiente, renovables, que han sido investigadas y desarrolladas con intensidad en las ltimas dcadas. Algunas de ellas son: elica, solar, geotrmica, biomasa, mareomotriz.Energa solarLa energa solar es la energa radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusin. Llega a la Tierra a travs del espacio en cuantos de energa llamados fotones, que interactan con la atmsfera y la superficie terrestres.

El Sol es una masa de materia gaseosa caliente que irradia a una temperatura efectiva de unos 6000C. La tierra recibe anualmente del 1,6 millones de KW./ Hs., de l os cuales un 40% llega hasta nosotros.

La intensidad de la radiacin solar que llega a la superficie de la Tierra se reduce por varios factores variables, entre ellos, la absorcin de la radiacin, en intervalos de longitud de onda especficos, por los gases de la atmsfera, dixido de carbono, ozono, etc., por el vapor de agua, por la difusin atmosfrica a causa de las partculas de polvo, molculas y gotitas de agua, por reflexin de las nubes y por la inclinacin del plano que recibe la radiacin respecto de la posicin normal de la radiacin.

La intensidad de la radiacin medida en la superficie de la Tierra sufre variaciones pero, an as, es enorme.

La energa que proviene del sol es transformada en energa elctrica o calrica a travs de un proceso de almacenamiento.

La conversin directa de la energa solar puede ocurrir de dos maneras:

La luz solar incidente puede ser transformada directamente en calor por conversin fototrmica utilizando para ello un dispositivo que absorbe los rayos solares en forma selectiva

Puede ser transformada directamente en electricidad por conveccin fotovoltaica, utilizando una clula solar.

A partir de estas conversiones la energa solar puede ser utilizada para:

Generacin de energa elctrica.

Calefaccin de vivienda y edificios pblicos.

Calentamiento de agua para uso sanitario.

Calefaccin de ambientes destinados a la cra de animales.

Aplicaciones mineras, mediante el empleo de pozos solaresFuncionamiento y caractersticas

La conversin fotovoltaica es el nico medio en transformar la energa suministrada por el sol en forma de rayos, en electricidad. Esta transformacin se realiza por medio de clulas fotovoltaicas, recurriendo a las propiedades de los materiales semiconductores ampliamente utilizados en la industria electrnica, transistores, diodos etc.

Las clulas fotovoltaicas ms corrientes utilizan en el silicio ( SI ), elemento muy extendido en la naturaleza. Los tomos del silicio fundidos, al enfriarse ocupan los estados mnimos de energas, que corresponden con sus posiciones cristalinas. Se obtiene as un gran monocristal de fondo cilndrico y varios kilos de peso, que hay que cortar cuidadosamente, para transformarlo en finas obleas semiconductoras.

Las clulas fotovoltaicas de silicio tienen la propiedad de convertir directamente la luz solar que incide en ellas en energa elctrica. Cuando mayor es la luz que reciben, mayor es la energa que producen. Para su aplicacin prctica las clulas se interconectan entre si y se encapsulan en un material plstico aislante, formando un modulo fotovoltaico.

El mdulo tiene un frente de vidrio templado y un marco de aluminio que lo protegen de los agentes atmosfricos y le dan rigidez estructural. Los mdulos son generadores de corriente elctrica continua.

La energa producida durante las horas en que el mdulo esta iluminado por la luz solar se acumula en bateras para su empleo durante la noche o en das nublados. La batera es la que otorga la autonoma de funcionamiento al sistema de generacin. Un generador elctrico solar est constituido por uno o ms mdulos fotovoltaicos segn sea la potencia requerida.Energa elica

La energa producida por el viento ha sido siempre utilizada por el hombre de forma secundaria, para la navegacin y en la utilizacin local como los molinos de viento. Es una fuente inagotable y no contaminante. Actualmente la conexin de energa elica, puede llegar a cubrir el 20 % de demanda elctrica con parques elicos La energa elica, que no contamina el medio ambiente con gases ni agrava el efecto invernadero, es una valiosa alternativa frente a los combustibles no renovables. uno de sus pocos inconvenientes sera que el viento cambia de intensidad y de direccin de manera impredecible pero, para salvar este obstculo, en los parques elicos, se utilizan los acumuladores para producir electricidad durante un tiempo, cuando el viento no sopla.

Nadie se atreve a dudar que la cintica de los vientos es una fuente de energa plenamente competitiva frente a las energa convencionales, como se a demostrado con parques elicos como los de California y Dinamarca, con potencias de 1,500 MW y 30 MW respectivamente, que han sido posibles gracias a la iniciativa privada y el aporte gubernamental.

Los generadores de turbinas de viento para produccin de energa a gran escala y de rendimiento satisfactorio tienen un tamao mediano (de 15 a 30 metros de dimetro, con una potencia entre 100 y 400 kW). Algunas veces se instalan en filas y se conocen entonces como granjas de viento. En California se encuentran algunas de las mayores del mundo y sus turbinas pueden generar unos 1.120 MW de potencia (una central nuclear puede generar unos 1.100 MW).

El precio de la energa elctrica producida por ese medio resulta competitivo con otras muchas formas de generacin de energa. En la actualidad Dinamarca obtiene ms de los 2% de su electricidad de las turbinas de viento, tambin empleadas para aumentar el suministro de electricidad a comunidades insulares y en lugares remotos. En Gran Bretaa, uno de los pases ms ventosos del mundo, los proyectos de turbinas de viento, especialmente en Gales y en el noroeste de Inglaterra, generan una pequea parte de la electricidad procedente de fuentes de energa renovable.Energa mareomotrizLas mareas, es decir, el movimiento de las aguas del mar, producen una energa que se transforma en electricidad en las centrales mareomotrices. Se aprovecha la energa liberada por el agua de mar en sus movimientos de ascenso y descenso de las mareas

El sistema consiste en aprisionar el agua en el momento de la alta marea y liberarla, obligndola a pasar por las turbinas durante la bajamar. Cuando la marea sube, el nivel del mar es superior al del agua del interior de la ra. Abriendo las compuertas, el agua pasa de un lado a otro del dique, y sus movimientos hacen que tambin se muevan las turbinas de unos generadores de corrientes situados junto a los conductos por los que circula el agua. Cuando por el contrario, la marea baja, el nivel de la mar es inferior al de la ra, porque el movimiento del agua es en sentido contrario que el anterior, pero tamben se aprovecha para producir electricidad

La energa gravitatoria terrestre y lunar, la energa solar y la elica dan lugar, respectivamente, a tres manifestaciones de la energa del mar: mareas, gradientes trmicos y olas. De ella se podr extraer energa mediante los dispositivos adecuados.

La energa de las mareas o mareomotriz se aprovecha embalsando agua del mar en ensenadas naturales y hacindola pasar a travs de turbinas hidrulicas.

La leve diferencia de temperaturas llega entre la superficie y las profundidades del mar (gradiente trmino), constituye una fuente de energa llamada mareomotrmica.

La energa de las olas es producida por los vientos y resulta muy irregular. Ello ha llevado a la construccin de mltiples tipos de mquinas para hacer posible su aprovechamiento.Ventajas:

Auto renovable.

No contaminante.

Silenciosa.

Bajo costo de materia prima.

No concentra poblacin.

Disponible en cualquier clima y poca del ao.

Desventajas:

Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero.

Localizacin puntual.

Dependiente de la amplitud de mareas.

Traslado de energa muy costoso.

Efecto negativo sobre la flora y la fauna.

Limitada.Energa biomasaBiomasa es la abreviatura de masa biolgica, cantidad de materia viva producida en un rea determinada de la superficie terrestre, o por organismos de un tipo especfico. El trmino es utilizado con mayor frecuencia para referirse al combustible energtico que se obtiene directa o indirectamente de recursos biolgicos. La energa de biomasa que procede de la madera, residuos agrcolas y estircol, contina siendo la fuente principal de energa de las zonas en desarrollo. En algunos casos tambin es el recurso econmico ms importante, como en Brasil, donde la caa de azcar se transforma en etanol, y en China, donde se obtiene gas a partir de estircol.

Los combustibles derivados de la biomasa abarcan varias formas diferentes, entre ellas los combustibles de alcohol (mencionados antes en este artculo), el estircol y la lea.

Los datos estadsticos indican que cada habitante de la tierra produce aproximadamente un kilo de desperdicio por da. Paralelamente, el consumo de energa no renovable acorta sus plazos de agotamiento en proporcin a la mayor tecnificacin de la sociedad.

La necesidad de energas limpias renovables aunado a la necesidad de deshacernos de los desechos, hace posible el aprovechamiento de la energa de biomasa.

Con el uso masivo de combustibles fsiles el aprovechamiento energtico de la biomasa fue disminuyendo progresivamente y en la actualidad presenta en el mundo un reparto muy desigual como fuente de energa primaria. Mientras que en los pases desarrollados, es la energa renovable ms extendida y que ms se est potenciando, en multitud de pases en vas de desarrollo es la principal fuente de energa primaria lo que provoca, en muchos casos, problemas medioambientales como la deforestacin, desertizacin, reduccin de la biodiversidad, etc.

Existen una serie de factores que condicionan el consumo de biomasa en los pases europeos y que hacen que ste vare de unos a otros. Esos factores son los siguientes:

Factores geogrficos: Inciden directamente sobre las caractersticas climticas del pas condicionando, por tanto, las necesidades trmicas que se pueden cubrir con combustibles biomsicos.

Factores energticos: Dependiendo de los precios y caractersticas del mercado de la energa en cada momento, se ha de decidir si es o no rentable el aprovechamiento de la biomasa como alternativa energtica en sus diversas aplicaciones.

Disponibilidad del recurso: Hace referencia a la posibilidad de acceso al recurso y la garanta de su existencia. Estos factores son los ms importantes ya que inciden directamente tanto en el consumo energtico de biomasa como en sus otras posibles aplicaciones.Energa hidrulica

La energa hidrulica se basa en aprovechar la cada del agua desde cierta altura. La energa potencial, durante la cada, se convierte en cintica. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotacin que finalmente, se transforma en energa elctrica por medio de los generadores. Es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua, y una vez utilizada, es devuelta ro abajo. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivacin, y la instalacin de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversin de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbn o el petrleo son baratos. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales y el bajo mantenimiento que precisan una vez estn en funcionamiento centran la atencin en esta fuente de energa. Fue utilizada durante mucho tiempo para moler trigo pero fue con la Revolucin Industrial, y especialmente a partir del siglo XIX, cuando comenz a tener gran importancia con la aparicin de las ruedas hidrulicas para la produccin de energa elctrica.

Poco a poco la demanda de electricidad fue en aumento. El bajo caudal del verano y otoo, unido a los hielos del invierno hacan necesaria la construccin de grandes presas de contencin, por lo que las ruedas hidrulicas fueron sustituidas por mquinas de vapor con en cuanto se pudo disponer de carbn.

La primera central hidroelctrica moderna se construy en 1880 en Northumberland, Gran Bretaa. El renacimiento de la energa hidrulica se produjo por el desarrollo del generador elctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidrulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX.

Energa geotrmica

Geotermia es la ciencia relacionada con el calor interior de la Tierra. Su aplicacin prctica principal es la localizacin de yacimientos naturales de agua caliente, fuente de la energa geotrmica, para su uso en generacin de energa elctrica, en calefaccin o en procesos de secado industrial.

El calor se produce entre la corteza y el manto superior de la Tierra, sobre todo por desintegracin de elementos radiactivos. Esta energa geotrmica se transfiere a la superficie por difusin, por movimientos de conveccin en el magma (roca fundida) y por circulacin de agua en las profundidades. Sus manifestaciones hidrotrmicas superficiales son, entre otras, los manantiales calientes, los giseres y las fumarolas. Los primeros han sido usados desde la antigedad con propsitos teraputicos y recreativos.

El vapor producido por lquidos calientes naturales en sistemas geotrmicos es una alternativa al que se obtiene en plantas de energa por quemado de materia fsil, por fisin nuclear o por otros medios. Las perforaciones modernas en los sistemas geotrmicos alcanzan reservas de agua y de vapor, calentados por magma mucho ms profundo, que se encuentran hasta los 3.000 m bajo el nivel del mar. El vapor se purifica en la boca del pozo antes de ser transportado en tubos grandes y aislados hasta las turbinas. La energa trmica puede obtenerse tambin a partir de giseres y de grietas.

En la actualidad, se est probando una tcnica nueva consistente en perforar rocas secas y calientes situadas bajo sistemas volcnicos en reposo para luego introducir agua superficial que regresa como vapor muy enfriado. La energa geotrmica tiene un gran potencial: se calcula, basndose en todos los sistemas hidrotrmicos conocidos con temperaturas superiores a los 150C, que Estados Unidos podra producir 23.000 MW en 30 aos.

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