Bienvenidos al Blog de Tecnología. Este blog está dedicado a las fuentes de energía, tema que aparece en Secundaria y Bachillerato y de vital importancia debido al impacto medioambiental que tiene el uso de alguna de estas fuentes.
Las fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades. El origen de casi todas las fuentes de energía es el Sol, que recarga los depósitos de energía.
Las fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades. El origen de casi todas las fuentes de energía es el Sol, que recarga los depósitos de energía.
Las fuentes de energía se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables; según sean recursos "ilimitados" o "limitados".
1.- FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
Las fuentes de energía renovables son aquellas que, tras ser utilizadas, se pueden regenerar de manera natural o artificial. Algunas de estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza.
Existen varias fuentes de energía renovables, como son:
- Energía mareomotriz (mareas).
- Energía hidraúlica (embalses).
- Energía eólica (viento)
- Energía solar (sol).
- Energía de la biomasa (vegetación).
1.1.- Energía solar
- Energía solar fotovoltaica
Los paneles o placas fotovoltaicas convierten la energía del Sol directamente en corriente eléctrica continua. Las placas fotovoltaicas están formadas por materiales semiconductores como el silicio y funcionan mediante el efecto fotoeléctrico descubierto por Einstein.
Cuando los fotones de luz solar inciden sobre los átomos de silicio de la placa P, liberan electrones que pasan a la placa N a través de la zona de unión de ambas placas, continuando hacia la placa P a través de un circuito externo dando lugar a una corriente eléctrica continua. Este tipo de electricidad puede almacenarse en baterías o bien mediante un inversor, transformarse en corriente alterna para ser distribuida por la red o alimentar los aparatos eléctricos.
La eficiencia de las placas fotovoltaicas es aproximadamente del 15%.
Cuando los fotones de luz solar inciden sobre los átomos de silicio de la placa P, liberan electrones que pasan a la placa N a través de la zona de unión de ambas placas, continuando hacia la placa P a través de un circuito externo dando lugar a una corriente eléctrica continua. Este tipo de electricidad puede almacenarse en baterías o bien mediante un inversor, transformarse en corriente alterna para ser distribuida por la red o alimentar los aparatos eléctricos.
La eficiencia de las placas fotovoltaicas es aproximadamente del 15%.
A continuación se muestra un vídeo del montaje de los Huertos Solares "Los Olivares" en Jaén.
La siguiente figura muestra el esquema de funcionamiento de una instalación fotovoltaica de venta de electricidad:
- Energía solar térmica
La energía solar puede aprovecharse directamente usando colectores planos vidriados para conseguir agua caliente, bien de doméstico o industrial, tales como la calefacción de invernaderos, agua caliente de hospitales, etc.
- Energía solar termoeléctrica
Centrales de Colectores Cilindro parabólicos (Media Temperatura).
Están formados por colectores de espejo que reflejan los rayos solares sobre un tubo situado en la línea focal, en donde un fluido es calentado hasta 400ºC, produciendo vapor sobrecalentado que alimenta una turbina convencional que genera electricidad.
Centrales de Torre (Alta Temperatura).
Formados por un campo de helióstatos que reflejan la radiación sobre un intercambiador de calor situado en la parte superior de una torre central. Se alcanzan temperaturas de 600 ºC, produciendo vapor sobrecalentado que alimenta una turbina convencional que genera electricidad.
Generadores Solares Disco-Parabólicos (Alta Temperatura).
Consisten en un conjunto de espejos que forman una figura disco-parabólica en cuyo foco se dispone el receptor solar en el que se calienta el fluido. El fluido es calentado hasta 750 ºC, produciendo vapor sobrecalentado que alimenta una turbina convencional que genera electricidad.
Están formados por colectores de espejo que reflejan los rayos solares sobre un tubo situado en la línea focal, en donde un fluido es calentado hasta 400ºC, produciendo vapor sobrecalentado que alimenta una turbina convencional que genera electricidad.
Centrales de Torre (Alta Temperatura).
Formados por un campo de helióstatos que reflejan la radiación sobre un intercambiador de calor situado en la parte superior de una torre central. Se alcanzan temperaturas de 600 ºC, produciendo vapor sobrecalentado que alimenta una turbina convencional que genera electricidad.
Generadores Solares Disco-Parabólicos (Alta Temperatura).
Consisten en un conjunto de espejos que forman una figura disco-parabólica en cuyo foco se dispone el receptor solar en el que se calienta el fluido. El fluido es calentado hasta 750 ºC, produciendo vapor sobrecalentado que alimenta una turbina convencional que genera electricidad.
1.2.- Energía eólica
La energía cinética de las partículas del aire se transmite a las hélices del aerogenerador, cuya rotación pone en marcha un generador eléctrico. La corriente alterna producida se transporta a través de las líneas de alta tensión hasta los puntos de consumo.
Fundamento de un generador
El primer generador eléctrico fue construido por Michael Faraday en 1831, cuyo principio se basa en las leyes del electromagnetismo.
"Cuando se produce un movimiento relativo entre un conductor eléctrico(bobina) y un campo magnético(imán), se induce una fuerza electromotriz capaz de generar una corriente eléctrica en el conductor".
El vídeo siguiente nos explica la energía eólica.
El primer generador eléctrico fue construido por Michael Faraday en 1831, cuyo principio se basa en las leyes del electromagnetismo.
"Cuando se produce un movimiento relativo entre un conductor eléctrico(bobina) y un campo magnético(imán), se induce una fuerza electromotriz capaz de generar una corriente eléctrica en el conductor".
El vídeo siguiente nos explica la energía eólica.
1.3.- Energía hidroeléctrica
La energía cinética del agua es capaz de mover una turbina acoplada a un generador eléctrico.
1.4. La energía del mar
1.4. La energía del mar
- La energía de las mareas (mareomotriz)
El desnivel producido durante la pleamar y bajamar se aprovecha para llenar o vaciar un dique provisto de generadores eléctricos en su base. Cuando la marea está alta y bajo el nivel del agua del dique, el agua comienza a entrar a través de las turbinas, cuyo giro es transmitido al generador, produciendo electricidad. Cuando el dique está lleno y la marea baja, se abren las compuertas y el agua se fluye hacia el mar, generando también electricidad.
- La energía de las olas
La energía mecánica de las olas se transmite a un sistema hidráulico capaz de mover un generador eléctrico.
- Energía de las corrientes marinas
La energía cinética de la corriente es capaz de mover una turbina marina acoplada a un generador eléctrico.
1.5.- Energía geotérmica
La energía interna de la Tierra se aprovecha para producir vapor de agua a alta presión capaz de mover la turbina de un generador eléctrico.
1.6.- Energía de la biomasa
La biomasa está formada por materia de origen vegetal y animal. La materia orgánica procedente de cosechas, bosques y animales se puede usar para obtener energía. La madera de los bosques, la poda de los árboles y otros residuos agrícolas, son combustibles que puede utilizar una central eléctrica(El calor liberado cuando se queman, se utiliza para calentar agua y producir vapor de agua a presión necesario para mover una turbina acoplada a un generador eléctrico.
La remolacha, la caña de azúcar, la patata, el maíz, la cebada, entre otros, sirven para obtener etanol, combustible alternativo a la gasolina, usado por los automóviles en Brasil, o bien para fabricar biodiésel(ésteres metílicos o etílicos).
También, a partir de los excrementos de animales y residuos vegetales puede obtenerse gas metano(CH4), combustible que puede ser usado por una central térmica.
EDF ha instalado un central eléctrica en Lucena(Córdoba) que aprovecha los residuos del la industria del aceite de oliva(alperujo) con una potencia de 26 MW. En Almeria existe otra de 10 MW que funciona con residuos procedentes de los cultivos de los invernaderos y otra cerca de Sevilla de 15 MW, que funciona a base de sorgo. En Francia, se producen 80 MW a partir de residuos de la uva y en Italia existe otra central de 75 MW que usa aceite de palma como combustible.
Las fuentes de energía no renovables son aquellas que se encuentran de forma limitada en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la de su regeneración. Existen varias fuentes de energía no renovables.
El calor producido durante la combustión (quemar combustible) se usa para producir vapor de agua a alta presión que hace girar una turbina acoplada a un alternador, generando la electricidad. Esta figura nos muestra una panorámica de la Central Térmica de La Robla.
2.2. La energía nuclear
Las centrales nucleares funcionan gracias a la fisión del uranio.
Cuando el núcleo de este elemento químico radiactivo es bombardeado con neutrones, se divide en otros núcleos más ligeros (fisión) y en nuevos neutrones, que continúan este proceso con liberación de energía.
En el interior del reactor nuclear, la reacción en cadena es controlada mediante barras de boro que absorben los neutrones.
La gran cantidad de calor liberado durante la fisión es cedido del circuito primario al secundario, en el cual se produce vapor de agua a alta presión que hace girar una turbina acoplada al alternador, generando la corriente eléctrica.
Las grandes torres de refrigeración eliminan el calor producido en el ciclo nuclear, emitiendo vapor de agua a la atmósfera.
2.1. Energía procedente de los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural).
La central térmica
Una central térmica convierte la energía química de los combustibles fósiles (carbón, gas natural y derivados del petróleo) en energía eléctrica.
Una central térmica convierte la energía química de los combustibles fósiles (carbón, gas natural y derivados del petróleo) en energía eléctrica.
El calor producido durante la combustión (quemar combustible) se usa para producir vapor de agua a alta presión que hace girar una turbina acoplada a un alternador, generando la electricidad. Esta figura nos muestra una panorámica de la Central Térmica de La Robla.
2.2. La energía nuclear
Las centrales nucleares funcionan gracias a la fisión del uranio.
Cuando el núcleo de este elemento químico radiactivo es bombardeado con neutrones, se divide en otros núcleos más ligeros (fisión) y en nuevos neutrones, que continúan este proceso con liberación de energía.
En el interior del reactor nuclear, la reacción en cadena es controlada mediante barras de boro que absorben los neutrones.
La gran cantidad de calor liberado durante la fisión es cedido del circuito primario al secundario, en el cual se produce vapor de agua a alta presión que hace girar una turbina acoplada al alternador, generando la corriente eléctrica.
Las grandes torres de refrigeración eliminan el calor producido en el ciclo nuclear, emitiendo vapor de agua a la atmósfera.
