LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA

Nombre: Arancha Blázquez Sara Domínguez Curso: 3º ESO A Asignatura: Tecnología Profesor: Juan Daza

ÍNDICE1. Formas y usos de la energía.2. La utilización de combustibles

fósiles.3. La producción de energía eléctrica.4. Distribución de la energía eléctrica.5. Centrales térmicas convencionales.6. Materiales metálicos.7. La energía solar.8. La energía del viento.9. Otras energías alternativas.10.El ahorro energético.

1. FORMAS Y USOS DE ENERGÍA

El mayor aporte energético procede de los combustibles fósiles o de diversas fuentes de energía transformadas en electricidad.

• Los combustibles. El extraordinario poder energético de los combustibles, desde la madera hasta los combustibles fósiles como el carbón, se aprovecha de forma directa en algunas aplicaciones tan comunes como el cocinado de alimentos.

• La energía eléctrica. La mayoría de las maquinas y aparatos que utilizamos habitualmente funcionan con energía eléctrica. La energía que reciben se transforma en su interior produciendo a su salida diferentes tipos de efectos como calor, luz, sonido o movimiento.

CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS ENERGETICOS

Los nuevos sistemas de producción de energía reciben el nombre de energías alternativas (eólica, solar, nuevos carburantes, geotérmica, etc.), frente a las de empleo mas convencional (hidroeléctrica, combustibles fósiles o nuclear).

Se busca que los nuevos sistemas energéticos sean renovables y menos contaminantes.

2. LA UTILIZACIÓN DE COMBUSTIBLES FÓSILES

Los combustibles fósiles constituyen el recurso energético mas utilizado en España y en la mayoría de los países industrializados. Proporcionan las tres cuartas partes de la energía que consumimos y son los mas empleados en la producción de energía eléctrica a través de las centrales térmicas.

• El carbón. Es el combustible fósil mas abundante y se encuentra en la naturaleza en forma de mineral. Se emplea en las centrales térmicas para generar la energía eléctrica y en la industria siderurgia para producir acero.

• El petróleo. Esta constituido por una mezcla de hidrocarburos sólidos, líquidos y gaseosos. En ella se obtienen combustibles como los gases butano y propano. Otros productos de la destilación son como las naftas o el alquitrán.

• El gas natural. Esta formado por hidrocarburos, muy ligeros y en estado gaseoso, que el mas importante es el gas butano. Sus aplicaciones son similares a las de los combustibles domésticos.

El transporte del petróleo y del gas natural se realiza a través de redes de gasoductos y oleoductos.

3. LA PRODUCCION DE ENERGÍA ELÉCTRICA

La producción de grandes cantidades de energía eléctrica se lleva a cabo en las centrales eléctricas.

La mayoría de estas centrales utilizan grupos de turbina − alternador para producir electricidad.

• Las turbinas están constituidas por un eje giratorio y unas aspas o árabes que son impulsadas por la fuerza de corrientes de agua o por vapor de agua.

• El alternador transforma el movimiento giratorio de las turbinas en electricidad. Consta de dos partes:

− El rotor, esta formado por grandes electroimanes y gira movido por el eje de la turbina.

− Del estátor saldrán los cables que suministran la energía eléctrica a la red en forma de corriente alterna.

4. DISRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

La energía eléctrica que se produce en las centrales se transforma hasta las zonas habitadas mediante tendidos de cables conductores de alta tensión.

La tensión disminuye conforme la electricidad se acerca a los polígonos industriales, hasta alcanzar niveles de baja tensión.

La electricidad se distribuye mediante conductos enterrados.

Las operaciones de bajada y subida de tensión se llevan acabo en estaciones transformadoras, se sitúan en: las salidas de las centrales, entrada de las ciudades y en los nudos de distribución de la red.

▪ ¿POR QUÉ SE ELEVA LA TENSION PARA TRANSPORTAR LA ENERGIA ELECTRICA?

Los cables de la electricidad ofrecen una cierta resistencia al paso de la corriente eléctrica que se hace mayor a medida que aumenta su longitud. Cuando esa corriente es de gran intensidad se pierde mucha energía por el calentamiento de los cables. Para evitarlos se aumenta la tensión a valores muy elevados, de forma que se puede reducir la intensidad de corriente manteniendo la misma cantidad de energía transportada. Como la alta tensión es muy peligrosa, se vuelve a bajar en las proximidades de los centros urbanos a valores de 220 y 380 voltios.

5. CENTRALES TERMICAS CONVENCIONALES

En las centrales térmicas convencionales se aprovecha el calor procedente de distintas fuentes de energía:

• Centrales térmicas de combustión. Son aquellas que producen energía eléctrica a partir de la combustión de carbón, fuel o gas natural.

La energía calorífica generada en la caldera, donde se queman los combustibles, es recogida por un conjunto de tuberías por las que circulan agua por las que se convertirá el vapor de agua en alta temperatura. Este vapor entra a gran presión en una turbina haciéndola girara y provocando con ello el giro del alternador. El movimiento del alternador proporciona energía eléctrica.

• Centrales nucleares. Son centrales térmicas que pasan en las que la energía calorífica necesaria para obtener el vapor de agua a alta temperatura mediante la fisión rotura de núcleos de átomos radiactivos como el uranio.

El proceso de fisión se realiza en el interior de un reactor nuclear, el resto de los elementos son similares a los de las centrales térmicas de combustión.

6. CENTRALES HIDROELECTRICAS

La altura y el volumen de agua necesaria para la central se consiguen mediante la construcción de una presa. Se abre la presa y el agua cae desde gran altura. En la parte inferior de la presa, el agua pasa a través de una gran tubería y llega hasta la turbina con mucha energía, haciéndola girar a gran velocidad. El eje de la turbina esta unido al del alternador, que transforma el movimiento rotatorio de la turbina en electricidad. Tras pasar por el grupo turbina-alternador, el agua se devuelve al curso del río.

Para aprovechar la energía eléctrica que las centrales térmicas producen por la noche, cuando el consumo energético es mucho menor, se utilizan las llamadas centrales de bombeo. Estas centrales hidroeléctricas emplean la energía no consumida en bombear agua hasta un embalse artificial.

7. LA ENERGIA SOLAR

El aprovechamiento de la energía solar para producir electricidad se lleva a cabo mediante dos procesos: térmico y fotovoltaico.

LAS CENTRALES SOLARES TERMICAS

El funcionamiento de estas centrales es similar al de las centrales térmicas convencionales en las que se genera vapor de agua para mover un grupo de turbina-alternador. La diferencia es que aquí la energía necesaria para convertir el agua en vapor la aporta el sol en lugar de los combustibles fósiles.

La radiación solar se concentra mediante espejos móviles o helióstatos. Dependiendo del sistema de concentración solar empleado, existen distintos tipos de centrales termo solares: de torre central, de conectores-cilindro parabólicos y de discos parabólicos.

Las de torre central se encuentra el fluido que absorbe la energía calorífica. Este fluido suele ser un aceite con un alto punto de ebullición para que no se evapore.

LAS INSTALACIONES SOLARES FOTOVOLTAICAS

La energía solar puede convertirse en energía eléctrica mediante la utilización de células solares o fotovoltaicas. Estas pequeñas células están construidas con un material semiconductor, como el silicio, que al absorber la luz del sol proporciona una corriente eléctrica. Este fenómeno se conoce como efecto fotovoltaico. Las células fotovoltaicas se unen, formando un modulo o panel solar fotovoltaico. Pueden ser de varios tipos:

• Instalaciones aisladas. Suelen ser de menor tamaño y se utilizan en viviendas sin electricidad, farolas de carretera, edificios aislados, etc.

En estas instalaciones hay un sistema de baterías para poder disponer de electricidad por las noches y en los días nublados o con malas condiciones climatológicas.

• Instalaciones solares conectadas a la red eléctrica. Actualmente se montan módulos fotovoltaicos en techados o fachadas de edificios conectados directamente a la red eléctrica. En ellos se obtienen electricidad en forma de corriente continua, y para incorporarla a la red general es preciso transformarla en corriente alterna mediante un inversor de corriente.

• Centrales solares fotovoltaicas. La producción de grandes cantidades de energía eléctrica en este tipo de centrales se consigue con la instalación de campos solares formados por un gran numero de módulos fotovoltaicos.

8. LA ENERGIA DEL VIENTO En la actualidad la energía del viento o eólica se emplea en la producción de electricidad, y es una de las energías renovables mas utilizadas.

La conversión de la energía eólica en electricidad se realiza mediante aerogeneradores. Existe una gran variedad: la mayoría tiene tres placas y usan un motor eléctrico para orientarse a favor del viento.

Cuando el viento mueve las palas de aerogenerador se produce un movimiento de rotación en el eje del rotor. Un sistema de transmisión multiplica las vueltas del eje y transfiere el movimiento de giro al eje del alternador, que genera energía eléctrica.

LOS PARQUES EOLICOS

Los aerogeneradores deben situarse en lugares donde la velocidad del viento sea alta y las corrientes de agua sean continuas y estables. Estos lugares reciben el nombre de parques eólicos donde se concentran un importante numero de aerogeneradores.

Estas instalaciones disponen de centros de control que regulan la actividad y la orientación de los aerogeneradores y controlan el suministro de energía eléctrica a la red general

9. OTRAS ENERGIAS ALTERNATIVASExisten algunas formas de energías como la energía maremotriz y la energía geotérmica.

• Energía maremotriz. Aprovecha el fenómeno de las mareas oceánicas. La salida del agua mueve varios grupos de turbina-alternador y produce energía eléctrica.

• Energía geotérmica. En algunos lugares de la tierra hay un aumento importante de la temperatura a poca profundidad debido a la presencia de magmas. Cuando las aguas subterráneas atraviesan estas zonas se producen fenómenos como los géiseres o las fuentes termales. El calor de esta agua se utiliza en algunos lugares para alimentar los sistemas de calefacción.

Si las temperaturas que se consiguen superan los 150 ºC, el calor puede emplearse para producir vapor, al igual que en las centrales térmicas convencionales, y generar electricidad en las denominadas centrales geotérmicas.

EL HIDROGENO COMO VECTOR ENERGETICO

El hidrogeno es un vector energético, ya que, una vez producido, e puede transportar y utilizar. La energía se obtiene de su reacción con el oxigeno, en la que solo se desprende vapor de agua, que no es contaminante.

Los dispositivos mas prometedores para el aprovechamiento del hidrogeno son las pilas de combustible, que se diferencian de las pilas comunes porque los electrodos se suministran desde el exterior a la pila. Se genera una corriente eléctrica que mueve los motores eléctricos de autobuses y coches o que puede alimentar ordenadores, teléfonos móviles, etc.

10. EL AHORRO ENERGETICO

El uso de energía renovable, deben aplicar medidas para reducir el consumo energético en todos los ámbitos.

• En la producción y el transporte de energía:

- Ampliar el uso de la energía renovable.

- Acercar los centros de fabricación a los lugares de consumo.

- Aplicar sistemas de mayor rendimiento como el de la cogeneración de energía.

• En la industria:

- Simplificar los desplazamientos de materiales y las operaciones de trabajo.

- Controlar el buen funcionamiento de maquinas e instalaciones.

- Aprovechar los residuos industriales para recuperar materiales y obtener energía.

• En el transporte: - Favorecer el uso de transportes colectivos. - Desarrollar motores de bajo consumo. - Generalizar el empleo de biocarburantes y las pilas de combustible no contaminantes.

• En la vivienda y los servicios:- Mejorar los sistemas de aislamiento, impermeabilización e iluminación de los edificios.- Disminuir la edificación en altura.- Reducir el gasto de energía en las actividades comerciales y publicitarias.- Elegir maquinas o aparatos que estén diseñados para ahorrar energía.- Utilizar los programas de bajo consumo de los electrodomésticos.