Fuentes de energía

Clasificación¿Cómo obtener energía? Energías no renovables Energías renovables

Antonio Vives

Fuentes de energía. Clasificación

Fuente de energía primaria son las fuentes de energía naturales que utiliza el hombre. Se pueden clasificar en:

No renovables: Combustibles fósiles

Carbón Petróleo y gases combustibles

Energía nuclear Renovables o alternativas.

Hidráulica Solar Eólica Biomasa RSU Maremotriz De las olas Geotérmica Hidrotérmica

Fuente de energía secundaria son las resultantes de las transformaciones de la primaria para su aprovechamiento, estas pueden ser: Gasolina y otros derivados de petróleo, electricidad, etc.

Consumo energía España

No renovables. Combustibles fósiles

Son aquellos procedentes de materiales orgánicos que fueron sepultados hace millones de años y bajo determinadas condiciones de presión y temperatura se han degradado dando lugar a petróleo, carbón y/o gas natural.

Carbón: Es un combustible fósil sólido negro compuesto principalmente por carbono. Existen diferentes tipos:

Mineral. Procedente de las minas. Como antracita, hulla, lignito y turba Artificial: Creado por el hombre:

Carbón vegetal: Se obtiene por la combustión de madera recubierta por barro para evitar el contacto directo con el aire y conseguir una combustión parcial.

Carbo coque: se obtiene de la destilación de la hulla y se utiliza en los grandes hornos como combustible.

Aplicaciones del carbón: Fabricación de carbón de coque Obtención de productos industriales como:

Gas ciudad Vapores amoniacales Grafito Brea o alquitrán Electricidad.

Existen nuevas aplicaciones del carbón como combustión en lecho fluido (se consigue mejor combustión), y la gasificación del carbón (mejor aprovechamiento del carbón).

Central térmica de carbón

Carbón y medio ambiente.

La combustión del carbón afecta de manera muy significativa al medio ambiente. Impacto ambiental.

Efecto invernadero Lluvia ácida Perdida del manto fértil del suelo Contaminación de ríos Deterioro del patrimonio arquitectónico.

Tratamiento de residuos. Los residuos sólidos procedentes de la combustión no suelen perjudicar siempre que se depositen en vertederos controlados.

Petróleo Es un combustible natural, formado por una mezcla de

hidrocarburos principalmente y por algunos otros componentes como azufre, oxigeno y nitrógeno.

El petróleo procede de grandes cantidades de materia vegetal y animal que fueron sepultadas por sedimentos y que después de manera gradual y bajo condiciones determinadas de presión y temperatura se descompusieron dando lugar al petróleo.

Localización y obtención

• Arriba: gas natural u otros hidrocarburos

• Bajo: agua salada

• Lateral: roca impermeable y depósitos de sal.

• Método Sísmico

Derivados del petróleo Del petróleo se obtienen numerosos

derivados que luego son aprovechados en la industria, para ello se refina el petróleo en torres de fraccionamiento y a diferentes temperaturas se obtienen los diferentes productos

E l proceso de destilación consiste en:

Introducir el petróleo en el horno a 340ºC, convirtiéndose todo el petróleo en gas.

Llevar este gas a la torre de fraccionamiento, los gases ligeros se quedan arriba y los pesados caen.

Los productos obtenidos son: Gas natural. Hidrocarburos

Derivados del petróleo Gas natural:

Se obtiene de la refinerías y se reparte por todo el mundo a través de gaseoductos o camiones cisterna. Su PC=8540Kcal/Kg y es poco contaminante.

Hidrocarburos: Pueden ser Gaseosos

Metano+etano Butano Propano

Líquidos Gasolina Queroseno Gasóleo Fuelóleo Aceites

Sólidos Ceras Alquitran

Impacto Ambiental del petróleo

Por ser un combustible fósil su impacto es similar al carbón

Últimamente se están tomando las siguientes medidas: Gasolina sin plomo Gasóleos sin azufre Sustitución gasóleo por gas natural

Como del petróleo se aprovecha casi todo los residuos son muy pocos, solo los procedentes de la combustión, como el monóxido de carbono y dióxido de carbono, que se emiten a la atmósfera.

Energía nuclear

Es la propia que tiene la materia y hace que los núcleos átomos se mantengan unidos. Si conseguimos unir (Fusión) o separar (Fisión) los elementos del núcleo de los átomos se liberará gran cantidad de energía.

E=m·c2 c=velocidad de la luz 3·108 m/s

Fisión nuclear

Consiste en romper un átomo de uranio o plutonio enriquecido. Estos son isótopos fisionables y además inestables.

El proceso se inicia lanzando un neutrón a gran velocidad sobre el átomo. Este se destruye formando 2 nuevos átomos, liberando 3 neutrones y gran cantidad de calor.

1n+U235 = Cs93+Rb140+3n Cada uno de los nuevos 3 neutrones pude producir la

fisión de otros átomos dando lugar a un reacción en cadena.

Controlando esta reacción y aprovechando la gran cantidad de calor liberada se puede producir energía eléctrica.

Central de fisión nuclear

Fusión nuclear

Consiste en la unión de 2 átomos ligeros para dar lugar a un tercero mas pesado. En esa unión se desprende gran cantidad de energía.

Las técnicas para lograr esa fusión son varias, pero de momento la energía empleada en la unión de los núcleos es muy superior a la obtenida los que hace se desestimen de momento esta forma de obtener energía.

Problemas que presenta la fusión Elevadísimas temperaturas para la fusión, mas de

100.000.000ºC Recipientes capaces de soportar estas temperaturas Extracción y aprovechamiento de la energía liberada

Problemas de las centrales nucleares

Son básicamente 2:

Impacto ambiental La central en si misma. Posibles escapes de agua radioactiva Explosiones de reactor

Tratamiento de los residuos Baja intensidad: ropas, guantes, herramientas, etc. Media intensidad: filtros de gases y líquidos usados Alta actividad: los combustibles gastados

Lo que se hace con los residuos es almacenarlos en lugares teóricamente seguros.

Energías renovables. Central hidráulica

Es la que se puede aprovechar de la energía cinética que lleva el agua al moverse en el cauce de un río.

Componentes de la central hidráulica: Embalse

Gravedad Bóveda

Conductos de agua Sala de máquinas

Turbinas Alternador

Transformador y líneas de salida.

hidraulica.swf

Tipos de central hidráulica Las centrales pueden ser:

Bombeo puro Con embalse

Hidráulica y medio ambiente:

Es una de las mas limpias, además sirven como reservas naturales de agua y permiten regula el caudal de los ríos.

El único inconveniente es que es necesario anegar grandes extensiones de terreno, incluso pueblos en algunos casos para realizar los embalses

Potencia de la central hidráulica

La potencia estará en función de caudal de agua y de la altura de caída de la misma:

P=9,8*Q*h Q=m3/s

P=Kw h= m

E=P*t t=h

E=Kw*h

Energía Solar El sol es la principal fuente de energía de la tierra. La cantidad

de calor que llega a un determinado punto de la superficie de la tierra viene dado por:

Q=K*t*s K=cal/min*cm2

t= mins=cm2

La energía solar se puede aprovechar de diferentes maneras: Conversión en energía calorífica

Colectores o captadores planos Aprovechamiento pasivo Campo de heliostatos Colectores cilíndricos parabólicos Horno solar

Placas fotovoltaicas

Conversión en energía calorífica

Colector solar:

Conversión en energía calorífica

Aprovechamiento pasivo

Campos de heiliostatos

Conversión en energía calorífica

Colectores cilíndrico parabólicos

Horno solar

Placas fotovoltaicas

Cada modulo esta formado por una serie células, colocadas en serie. Al incidir sobre ellas la luz estas produce corriente eléctrica debido al material con el que están construidas (elementos semiconductores como el silicio).

El rendimiento de estas placas no es superior a 25%, y este disminuye a medida que aumenta la temperatura.

Energía Eólica

Consiste en aprovechar la velocidad del viento para mover unas turbinas, estas turbinas pueden ser: Eje vertical. Aeroturbinas de Savonius y Darrieus Eje horizontal. Los aerogeneradores de los parques eólicos.

Biomasa Se denomina biomasa al conjunto de materia orgánica renovable (no

fósil), de procedencia vegetal, animal o resultante de una transformación natural o artificial.

Como la biomasa suele tener un rendimiento energético bajo y ocupa gran volumen, es necesario convertirla en un combustible de mayor poder calorífico .

Esta transformación se puede hacer por tres procedimientos. Extracción directa. Obtención de biocombustibles que se pueden

obtener de determinadas especies vegetales. Procesos termoquímicos. Consiste en someter la biomasa a

temperaturas elevadas, de forma que se produzca la combustión, pudiéndose aprovechar directamente el calor para producir vapor o hacer la combustión en determinadas condiciones de forma que se pueden obtener diferentes tipo de gases combustibles.

Procesos bioquímicos. Se trata de obtener una fermentación a través de microorganismo, esta puede ser alcohólica o fermentación anaeróbica para obtener biogás.

Residuos Sólidos Urbanos. RSU.

Se trata de aprovechar los residuos domésticos, y esto se puede hacer de dos formas: Por Incineración Por Fermentación para obtener biogas

Energía maremotriz Se aprovechan las mareas para embalsa agua que luego se

deja escapar por una turbina cuando baja la marea

Energía de las olas Se trata de aprovechar la energía de las olas. Existen mucos métodos en experimentación

Energía geotérmica

Trata de aprovechar el calor del interior de la tierra

Hasta la próxima