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Fuentes de Energía No ConvencionalesTRANSCRIPT
MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES
Tema 2. FUENTES DE ENERGÍA NO CONVENCIONALES
Bloque I.
Materiales y fuentes de Energía.
(Jorge Gómez-García)
MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES
Preparación del tema 2:
Rendimiento Eout
= ------ Ein
[]=
km/h m/ss
m
km
m
s
h
h
km
h
km9,13
1
1000
3600
15050
Factores de conversión
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MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES
Las nuevas Energías
• Limpias, porque la mayoría de los procesos de transformación utilizados no genera ningún tipo de residuo contaminante.
• Baratas, porque los procesos de obtención y transformación de energía requieren instalaciones menos costosas.
• Inagotables, porque la fuente primaria de energía es el SOL, bien directamente bien a través de los fenómenos naturales que provoca y que dan origen a los recursos energéticos utilizados el viento, las mareas, la energía interna de la Tierra, la biomasa, etc.
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La Energía Solar
• El 90% de la Energía generada en el núcleo (H2+He).
Reacciones de fusión m=4Tn en 1s.E=mc2=4·109kg·(3·108m/s)2=3,6·1026J
P=E/t=3,6·1026W
• Se transmite en forma de radiaciónOEM
Por ejemplo:- rayos , rayos UV, luz visible, rayos IR.
- La atmósfera actúa como filtro de radiación (1/3 reflexión)
- Absorbe el vapor y capa de Ozono: rayos , UV
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MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES
La Energía Solar
• Densidad de radiación = 1350W/m2
(antes de la atmósfera)
• Densidad de radiación = 900W/m2
(superficie terrestre)
• La Energía radiada depende de: zona geográfica, altitud, época del año, hora del día, nitidez de la atmósfera.
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La Energía Solar: Conversión TérmicaAbsorción de la energía solar y su transformación en calor
C.Plano:Caja aislante.Vidrio transparente E. invernaderoFluido absorbente.Hasta 60º ó 70ºC.
C. Concentración:Concentra en 1!punto(T<300ºC)El vapor sobrecalentado para producir electricidad
colector colector colector
transformador
tanque caldera turbina alternadorde aceite
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La Energía Solar: Conversión fotovoltaica o fotoelectricidadTransformación directa de la energía luminosa en eléctrica.
• Células (Ø=100mm) en paneles de Mat. Semiconductor.• Las células se montan en:
serie: aumentar la tensión generada paralelo: disminuir la tensión generada
• Vidrio antirreflectante con gran resistencia al impacto.
Condiciones de funcionamiento estándar: 1000 W/m2 y 25 ºC.El rendimiento aumenta con la densidad de radiación y disminuye con la temperatura
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MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES
La Energía EólicaAprovechamiento de la energía cinética del viento
Origen: SOL
Calienta masasde aire
Difusión=Viento
Aprovechado en:•Molinos
•Navegación
Mapas eólicos:• Velocidad
• Continuidad• Estabilidad
• Densidad de potencia
Centrales eólicas: Transf. Eólica en Eléctrica
Máquinas empleadas = Aerogeneradores
Eje vertical Eje horizontal
Hélice:1 a 6 palas de mat.ligeros(fibra de vidrio, Carbono)
Torre:Soporte. carga frenado, toma tierra
Navecilla:Generador con procesador
Coeficiente de aprovechamiento= [0`10,0`45]
Frecuencia de 50Hz
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Panémona
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La Energía Geotérmica:Aprovecha el calor interno de la tierra.
Yacimiento Geotérmico
Fuente profunda de calor, capa de terreno porosa y permeable (retiene agua), capa impermeable que impide la fuga de agua.
El agua penetra
Se acumula en acuíferos
La fuente de Q se encarga de
la temp hasta Vapor
Utiliza tecn.petrolífera.
Inyecta agua y extrae el fluido en forma de
vapor
Baja Energía:
T~100ºC. Calefacción,invernaderos, balneariosAgua Caliente se puede Usar directa o por fluido
Alta Energía:
T<1250ºC.Para ElectricidadEl vapor transmite calor al
Freón que se vaporiza.Mueve turbina-alternador.Y genera energía eléctrica.
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MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES
La Energía Maremotriz:Aprovecha la EP del desnivel del mar provocado por las mareas
Necesario para rentabilizar una central maremotriz:• h grande• Fisonomía de costa para la
construcción diques.
Marea: Fluctuación periódica del nivel de agua de los mares provocadapor la atracción gravitatoria de la Luna al girar en torno a la Tierra.
Pleamar: nivel máximo
Bajamar: nivel mínimo
Secuencia de Funcionamiento:• Sube Marea, agua penetra y acciona grupos turbina-alternador Eª Eléctrica
• Al final del pleamar, las turbinas actúan como bombas y sobrellenan el embalse
• Baja Marea, el agua regresa y acciona grupos turbina-alternador Eª Eléctrica
• Al final del bajamar, las turbinas actúan como bombas y sobrevacían el embalse
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MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES
Secuencia de funcionamiento:• Las olas comprimen un fluido.• Este acciona una turbina.• Produce electricidad.
Problema:•Absorber Eª Mecánica aleatoria• Transf. Eª Eléctrica sistemáticamente
2 tipos de sistemas:•De ciclo abierto:Utilizan directamente el agua del marLa superficie se evapora a baja presiónDespués se devuelve al mar
•De ciclo cerrado:
Fluidos con Tf << (Freón, amoníaco, propano)
El calor superficial evapora estos fluidosMueven turbinas y generan electricidad
Eª de las Olas Eª hidrotérmica
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MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES
La Biomasa.
Defs:• Toda materia orgánica no fósil, con hidratos de carbono.• Productos generados por el metabolismo de los seres vivos.
Clasificación de los Biocombustibles:• Sólidos: Leña, carbón vegetal, huesos de aceituna, el orujo de la uva, la corteza de frutos secos, las briquetas• Líquidos: alcoholes, hidrocarburos• Gaseosos: Biogás, gas de gasógeno
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MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES
La Biomasa: Aprovechamiento energético de la biomasa
Potencial Energético, aunque problemas técnicos: como Recolección, Transporte y Tratamiento
Utilización por:•Combustión directa•Biocombustibles derivados
E = m · Pc
E = Energíam = masa
Pc = Poder Calorífico
La utilización de la biomasa como combustible tiene ventajas:• Sencillez• Escasa contaminación (No azufre)• Aprovechamiento de los residuos
produce digestores (Biogás) Fertilizante (Compost)
R.S.U.:•En España se producen 14 Tn/año
•Clasificación por constituyentes: Inertes: tierra, escorias, cenizas Orgánicos fermentables:
alimentos frescos o cocinados Combustibles: papel, cartón,
plásticos, gomas, cueros y textiles
Posibles tratamientos:
• Vertido controlado• Reciclado• Incineración• Compostaje
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