curso de ecoeficiencia i.e.e. bartolomÉ herrera · 2018-01-11 · bomba accionada por paletas...

CURSO DE ECOEFICIENCIAI.E.E. BARTOLOMÉ HERRERA

Centro de Conservación de Energía y delAmbiente

Área de Capacitación

RECURSOS ENERGÉTICOSTECNOLOGÍAS DE GENERACIÓN

ENERGÍADEFINICIONES - CLASIFICACIÓN DE LAS

FUENTES DE ENERGÍA

ENERGÍA• Capacidad que tiene la materia de

producir trabajo en forma demovimiento, luz, calor, etc. "energíaatómica o nuclear; energía cinética;energía hidráulica; energía solar;energía eléctrica; la energía eólica

• Capacidad y fuerza para actuar física omentalmente. "desde que hecomenzado a comer más sano, mesiento lleno de energía; guarda tusenergías para más tarde“

• Vigor o ánimo con que se emprende ose realiza una tarea. "necesitamos aalguien con energía y entusiasmo parahacer este trabajo; me respondió conenergía: ¡Haces mal!"

ENERGÍA

Capacidad para producircambios en los cuerpos

ENERGÍA TRABAJO

ENERGÍA

Es una magnitud (se puede medir)

Unidad en el Sistema Internacional:Julio

símbolo: j

ENERGÍA

PROPIEDADES

Se almacena Se transfiere Se transforma Se transporta

CONCEPTOS BÁSICOS

CONCEPTOS BÁSICOS

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

POTENCIAL CINÉTICA

1ª Ley de la Termodinámica

FORMAS DE ENERGÍA

Radiante Térmica Mecánica Eléctrica Química Nuclear

Solar Eólica Geotérmica Biomásica Hidráulica Mareomotriz

• Fenómenos físicos o químicos• Tecnologías para explotarla y

hacer uso comercial eindustrial

FUENTES DE ENERGÍA

FUENTES DE ENERGÍA

Pasos intermedios parasatisfacer necesidades en la

producción de bienes yservicios.

Producen alguna contaminación:

al fabricar el mecanismo deobtención de la energía

durante el proceso de obtenciónde energía

FUENTES DE ENERGÍA

RECURSO ENERGÉTICO

Cantidad de energíadisponible en las fuentes

Por su mayor o menor polución ycontribución al cambio climático

antropogénico son:o Tradicionales o convencionaleso Alternativas o no convencionales

CLASIFICACIÓN

GRATUITASLa fuerza de conversión proviene del entorno:

• Solar• Eólica• Hidráulica• Geotérmica• Mareomotriz• Gradiente térmico• Azul

Generalmente no contaminan

PRIMARIASProvienen de un fenómeno natural y no han

sido transformadas:

Sol corrientes de agua biomasa viento fósilesminerales energéticos o radiactivos

FUENTES DE ENERGÍA

SECUNDARIASResultado de una transformación intencionada

a partir de las energías primarias:

o Energía eléctrica que puede obtenerse a partir decualquiera de las fuentes primarias

o Energía química de los distintos combustiblesutilizados para el transporte, la calefacción o laindustria y que pueden obtenerse a partir de muydistintas fuentes

FUENTES DE ENERGÍA

FUENTES DE ENERGÍA

LIMPIAS:• Ecológicamente coinciden con

las renovables y son valoradaspositivamente

SUCIAS:• Coinciden con las no renovables

y son valoradas negativamente

FUENTES DE ENERGÍA

NO RENOVABLESSus reservas disminuyen durante su

explotación:Combustibles fósiles

• Carbón• Petróleo• Gas natural

Energía nuclear

FUENTES DE ENERGÍA

RENOVABLESSus reservas no disminuyen

significativamente durante su explotación: Hidráulica Eólica Solar Geotérmica Mareomotriz Biomasa

FUENTES DE ENERGÍA

RENOVABLES CONTAMINANTES• Liberan agentes tóxicos durante el

proceso de obtención• Estos contaminantes habían sido

absorbidos del entorno por losvegetales y animales originales

FUENTES DE ENERGÍA

FUENTES NO RENOVABLES

Extraídas de yacimientos naturalesfinitos acumulados por millones de

años: Carbón Petróleo Gas natural

FÓSIL DE COMBUSTIÓN

CARBÓN

CARBÓN

TurbaLignitoHullaAntracita

CARBONO

CARBONO

+ PROFUNDIDAD+ TIEMPO

+ PRESIÓN+ TEMPERATURA

LIGNITO

CARBÓN

PETRÓLEO Y GAS NATURAL

PETRÓLEO

PETRÓLEO

• Del latín petrolĕum, que a su vez deriva de unvocablo griego que significa “aceite de roca”

• Líquido natural oleaginoso

• Mezcla de hidrocarburos.

• Se encuentra en lechos geológicos, ya seancontinentales o marítimos.

PETRÓLEO

Producto de la transformación de materiaorgánica procedente de zooplancton,

algas, restos de plantas ymicroorganismos enterrados durantemillones de años, y sujetos a distintos

procesos físicos y químicos defermentación.

Esquema de un equipo deextracción de petróleo crudo

Puede ser:• Asociado como sub producto del crudo• No asociado, sin presencia de crudo: Gas húmedo Gas seco

GAS NATURAL

RESERVAS DE CARBÓN POR REGIÓN

RESERVAS DE PETRÓLEO Y GAS POR PAÍS

Petróleo: millones de barrilesGas natural: Trillones de piescúbicosFuente: EIA - 2016

CENTRAL TÉRMICA A CARBÓN

CALDERO PIROTUBULAR A PETRÓLEO DIESEL / GAS

CENTRAL TERMONUCLEAR

Termoeléctrica ILO 2 - 141 MW

CENTRAL TÉRMICA A CARBÓN

CENTRAL TÉRMICA A PETRÓLEO

Termoeléctrica NEPI - 719 MW

CENTRAL TÉRMICA A GAS NATURAL

Termoeléctrica KALLPA - 979 MW

CENTRAL TERMONUCLEAR

Japón: Kashiwazaki-Kariwa 8,212 MW

75ESTUDIOS DE CASO DE COGENERACIÓN

FUENTES RENOVABLES

FUENTES DE ENERGÍA

RENOVABLESCONVENCIONALES

ENERGÍA HIDRÁULICA

• Utilización del agua que corre por lasuperficie de la tierra.

• Conversión del potencial gravitacional delagua en energía cinética

ENERGÍA HIDRÁULICA

ENERGÍA HIDRÁULICA

Bomba accionada por paletas

ENERGÍA HIDRÁULICA

ENERGÍA HIDRÁULICA

Bomba accionada por rueda

ENERGÍA HIDRÁULICA

Bomba de ariete

Turbina Pelton

ENERGÍA HIDRÁULICA

Turbina Francis

ENERGÍA HIDRÁULICA

Turbina Kaplan

ENERGÍA HIDRÁULICA

Turbina de bulbo

ENERGÍA HIDRÁULICA

Turbina Michell-Banki

ENERGÍA HIDRÁULICA

Según su tamaño:Microcentrales: menos de 50 kWMinicentrales: 50 a 500 kWPequeñas centrales : 500 a 5,000 kWGrandes centrales : más de 5,000 kW

CLASIFICACION DE LAS CENTRALESHIDROELÉCTRICAS

Por la forma de utilización del agua:• De agua fluente (centrales de pasada)• De agua embalsada y regulación (presas,

lagunas)• De bombeo (lagunas artificiales)

Por el tipo de turbina:• Pelton• Francis• Kaplan• Bulbo• Michell-Banki

Una casa con todas lascomodidades demanda1,3 kW

Con 1 MW se electrifican770 casas

HIDROELÉCTRICA DE PASADA

HIDROELÉCTRICA DE EMBALSE

HIDROELÉCTRICA DE EMBALSE

FUENTES DE ENERGÍA

RENOVABLESNO

CONVENCIONALES

ENERGÍA SOLAR

¿Cómo aprovechamos laradiación electromagnética

procedente del Sol?o Tecnologías térmicas pasivaso Tecnologías térmicas activaso Generación eléctrica

TECNOLOGÍA SOLAR PASIVAAprovechamiento directo sin aporte externo de energía

TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA

TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA

TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA

TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA

TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA

TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA

TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA

TECNOLOGÍA SOLAR ACTIVA

Empleo de equipamientos mecánicos oeléctricos para mejorar transferencia ytransporte de calor

Uso de energía solar fotovoltaica paraalimentar estos equipamientos y mejorar sucualidad de protección medioambiental

TECNOLOGÍA SOLAR ACTIVA

TECNOLOGÍA SOLAR ACTIVA

Central de concentradores cilindro-parabólicos

TECNOLOGÍA SOLAR ACTIVACon motorStirling

TECNOLOGÍA SOLAR ACTIVA

Torre central y heliostatos de seguimiento

GENERACIÓN FOTOVOLTAICA

GENERACIÓN FOTOVOLTAICA

Central TACNA SOLAR - 20 MW (74.988 paneles)

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA GEOTÉRMICA

ENERGÍA GEOTÉRMICA

• Esta energía del subsuelo se aprovecha poracción de una bomba de calor geotérmica

• Excelente alternativa para conseguir lasostenibilidad medioambiental

• Permite notable reducción de las emisionesde gases de efecto invernadero

A partir de determinada profundidad, las condicionestérmicas del subsuelo son independientes al ambiente

exterior.

ENERGÍA GEOTÉRMICA

ENERGÍA GEOTÉRMICA

ENERGÍA GEOTÉRMICA

ENERGÍA GEOTÉRMICAGradiente geotérmico:

Existen zonas donde el gradiente es mayor y la energíasale al exterior

ENERGÍA GEOTÉRMICA

GEOTERMIA

ENERGÍA BIOMÁSICA

Generada a partir de la materia orgánica proveniente de losreinos animal y vegetal, así como de los residuos

agroindustriales

ENERGÍA BIOMÁSICA

BIOMASA

Los compuestos orgánicos de origenvegetal y animal contienen energía ensus enlaces.

Mediante procesos apropiados se letransforma para obtener energía útil

ENERGÍA BIOMÁSICA

BIOCHAR

VENTAJAS DEL BIOCHAR

Ayuda a la gestión de residuos orgánicos Reduce y/o elimina la producción de humos Reduce la necesidad de fertilizantes Incrementa la vida microbiana del suelo Ayuda a la retención de agua en el suelo Reduce las emisiones de CO2 CH4 NOx Productos con negativa huella de carbono

ES FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE

BIOCHAR Y LOS SDG

BIOGÁSFermentación anaeróbica de materia

orgánica biodegradable: Desechos agrícolas Estiércol Aguas negras Residuos de comidaSe realiza dentro de biodigestores

adecuados, por acción de lasarqueobacterias metanogénicas

BIOGÁS

www.bioelectrica.com

BIOGÁS

BIOGÁS

BIOGÁS

BIOGÁS

www.bioelectrica.com

BIOGÁS

Planta de biogás en Alemaniawww.elblogverde.com

BIOMETANO

OBTENIDO POR: Depuración del biogás Lavado del gas producido por la

gasificación de biomasa Proceso power-to-gas en el biodigestor

VECTOR ENERGÉTICO

• Sustancias o dispositivos quealmacenan energía para liberarlacontroladamente

• Para su elaboración se necesitainvertir mayor cantidad de energía

CAPACITORES

Fuente: Supreme Power Solutions

CAPACITORES

Fuente: Supreme Power Solutions

CAPACITORES

Fuente: Supreme Power Solutions

Fuente: Supreme Power Solutions

CAPACITORES

BATERÍAS

BATERÍAS

Cátodos:• Cobalto• Manganeso• Fosfato de hierro• Níquel + manganeso + cobalto

BATERÍAS

BATERÍAS

BATERÍAS

Ciclo profundo: Placas más grandes y más gruesas Descargas hasta el 80%

BATERÍAS

BATERÍAS VRLA

AGM (absorbed glass mat):• El ácido esta fijado en fibras de vidrio

BATERÍAS

BATERÍAS

BATERÍAS

BATERÍAS

BATERÍAS

BATERÍAS

BATERÍAS

BATERÍAS

PILAS DE COMBUSTIBLE

CELDA DE COMBUSTIBLE• Dispositivo electroquímico que produce corriente

eléctrica• El combustible y el oxidante fluyen continuamente• Electrodos catalíticos relativamente estables• Se produce una reacción química controlada que

da lugar a los productos• Mínima emisión de contaminantes

PILAS DE COMBUSTIBLE