MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES Tema 1. FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES Bloque I. Materiales y fuentes de Energía. (Jorge Gómez-García)

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1 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES Tema 1. FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES Bloque I. Materiales y fuentes de Energía. (Jorge Gómez-García)

2 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES Preparación del tema 1: EnergíaPotencial: E = m g h Cinética: E = 1/2 m·v 2 [E]=J DensidadMasa / Volumen [  ]=kg/m 3 [m]=kg[V]=m 3 Potencia  Energía /  Tiempo [P]=W [  E]=J[  t]=s 1 Cal = 4,18J 1kwh=3,6x10 6 J 1kg/m 3 = =10 3 g/10 3 dm 3 1= =1kg/m 3 =1g/l 1-2

3 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES TIPOS DE ENERGÍAS Y TRANSFORMACIONES 1-3

4 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES Eª POTENCIAL + Eª CINÉTICA = Eª MECÁNICA 1-4

5 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES NO RENOVABLES COMBUSTIBLES FÓSILES EªNUCLEAR HIDROTÉRMICA EÓLICA EªOLAS SOLAR (Heliotérmica y fotovoltaica) GEOTÉRMICA HIDRÁULICA RSU BIOMASA CARBÓN PETRÓLEO GASES COMBUSTIBLES Fuentes de Energía según: CAPACIDAD DE REGENERACIÓN RENOVABLES 1-5

6 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES CONVENCIONALES: las que generan la mayor cantidad de energía útil de un país. NO CONVENCIONALES o alternativas: Las que por falta de desarrollo Tecnológico o por sus elevados costes de extracción y Aprovechamiento. SOLAR (Heliotérmica y Fotovoltaica) EÓLICA EªOLAS MAREMOTRIZ GEOTÉRMICA BIOMASA TÉRMICA DE LOS OCÉANOS CARBÓN Eª NUCLEAR COMBUSTIBLES GASEOSOS PETRÓLEO Eª HIDRÁULICA Fuentes de Energía según: DESARROLLO TECNOLÓGICO 1-6

7 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES CARBÓN Combustible sólido de color negro formado a partir de grandes masas vegetales que, como consecuencia de procesos geológicos ocurridos en épocas anteriores, quedaron sepultadas y experimentaron un proceso de carbonización. Def. Tipos Turba: 50%C; 4000KCal/kg Lignito: 70%C; 5000KCal/kg Hulla:75-90%C; 7000Kcal/kg Antracita: 95%C; 8000KCal/kg extracciones Cielo abierto Subterráneo tipos Cámara y pilares Frente largo Combustión Contaminantes: SOx, NOx, COx Efecto Invernadero 1-7

8 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES PETRÓLEO Aceite mineral natural de color pardo o negruzco constituido principalmente por carbono e hidrógeno, combinados en forma de hidrocarburos, que tiene su origen en los restos de organismos vivos del medio acuático Yacimientos Prospección = Estudio Geológico Magnéticos Gravimétricos Sísmicos Extracción Solo perforando 25% Destilación Fraccionada Continua CombustiónCOx, NOxContaminación Infiltrando Agua 40% Efecto Invernadero 1-8 Def.

9 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES COMBUSTIBLES GASEOSOS GAS NATURAL GAS DE HULLA G.L.P. GAS DE CARBÓN ACETILENO=C 2 H 2 Gas seco:CH 4 y C 2 H 6 con H 2 y N 2 Gas húmedo: en Yacimientos de Petróleo CH 4, C 2 H 6, C 3 H 8, C 4 H 10 Pc=11500 Kcal/m 3 Gasómetros, gaseoductos Destilación seca de Hulla Gas ciudad o de alumbrado H 2 ; CH 4 ; COPc=4200Kcal/m 3 Muy inflamable y tóxico Gases procedentes de destilación fraccionada continua del Petróleo C 3 H 8 Bombonas de 11 ó 35 kg Pc=24000Kcal/m 3 C 4 H 10 Bombonas de 12´5 kg Pc=28500Kcal/m 3 Procedentes de la combustión incompleta del carbón de coque Pc=1500Kcal/m 3 Gas Pobre CaC 2 +H 2 O  C 2 H 2 +CaO Soldadura Oxiacetilénica: Mezcla de Acetileno con O 2  Llama de Pc>>  Capaz de fundir hierro y cortar Fe-C Prop.Gral. 1-9

10 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES CENTRALES TÉRMICAS Energía Química Energía Térmica Energía Cinética (Mecánica) E.Cinética Rotación (Mecánica) Energía Eléctrica Aprovechamiento Térmico: Alimentador Hogar Conducto de Humos Ciclo del Vapor: Calderas Recalentadores primarios Turbinas de alta presión Recalentadores secundarios Turbinas de media presión Circuito Refrigeración: Condensador Bomba Generación de Energía Eléctrica: Turboalternador. Excitatriz  f.e.m. Red de salida. Transformador. Red de alta tensión. 1-10

11 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES Eª NUCLEAR Aquella que se libera como consecuencia de las reacciones nucleares FiSIÓN FuSIÓN Disminución neta de masa que se transforma en energía (A.Einstein) m · c 2 = E [m]=kg [E]=J C=3·10 8 m/s se producen a T  6·10 6 ºC    muchos inconvenientes técnicos Para aprovechar la energía, es necesario: Reducir la velocidad de reacción mediante moderadores capaces de absorber los neutrones que se liberan: grafito, agua o agua pesada. Materia Prima: Uranio (enriquecido), Plutonio. Instalación: Central Nuclear. 1-11

12 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES CENTRALES NUCLEARES. Elementos Característicos Reactor Combustible, moderador 1-12

13 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES La seguridad en las centrales nucleares. Los materiales radiactivos emiten una serie de radiaciones que pueden resultar Perjudiciales para el ser humano y los demás seres vivos. Radiación  : He 2+ 2 20.000km/s Radiación  : e – 200.000km/s Rayos X: EM 300.000km/s Radiación  : Similar a X con mayor penetración Neutrones: Producidas en las reacciones En cadena. Barreras que detienen como mínimo a las radiaciones. 1-13

14 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES Elementos de SEGURIDAD en una Central Nuclear Concentración 235 U < 2,5% Diseño de la central que resiste terremotos, inundaciones, temporales,... Barreras múltiples para que no salga la radiación Sistemas de seguridad Revisiones Periódicas Residuos Radiactivos: Almacenados y precintados IMPACTO MEDIOAMBIENTAL 1-14

15 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES Las 9 centrales nucleares que actualmente funcionan en nuestro país son: Ascó I y II (Tarragona)....... 1860MW Almaraz I y II (Cáceres)..... 1860MW Trillo (Guadalajara)............ 1066MW Vandellós II (Tarragona).... 1004MW Cofrentes (Valencia)............ 990MW Sta.Mª de Garoña (Burgos).. 460MW José Cabrera (Guadalajara).. 160MW LOCALIZACIÓN de las centrales nucleares en España 1-15

16 MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES LA ENERGÍA HIDRÁULICA Energía potencial Canal de derivación Canal de desagüe Parque de transformación Presa ARCO Cámara de Turbinas T. Pelton T. Francis T. Kaplan Energía cinética de rotación Energía cinética del agua Energía eléctrica Almacenar el agua y elevar su nivel Canalizar agua desde el embalse hasta las turbinas BÓVEDA Cámara de presión Regular la presión del agua. Conducir el agua hasta la cámara de turbinas. Devolver el agua a su cauce Elevar tensión para evitar pérdidas Tubería de presión Transforma Eªmecánica del agua en Eªeléctrica 1-16