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Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad LIBRO ENERGÍAS RENOVABLES Y EFICIENCIA ENERGÉTICA BLOQUE I: ENERGÍA Y ELECTRICIDAD.

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1 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad LIBRO ENERGÍAS RENOVABLES Y EFICIENCIA ENERGÉTICA BLOQUE I: ENERGÍA Y ELECTRICIDAD

2 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad BLOQUE I: ENERGÍA Y ELECTRICIDAD Capítulo 1 LA ENERGÍA

3 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La ENERGÍA es el alimento de la actividad humana Mueve nuestros cuerpos Propulsa nuestros vehículos Da calor y luz a nuestras casas La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir trabajo: como el mecánico, emitir luz, generar calor, etc. Cocina nuestra comida

4 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La utilización de energías renovables NO es nada nuevo Nuclear Rueda hidráulica y molino de viento Utiliza la madera como combustible Motor eléctrico y de combustión interna Carbón Doma y utiliza a animales de tiro Electricidad y petróleo Prehistoria: El hombre utiliza su fuerza muscular Revolución Industrial = Máquina de vapor Hace años S. XIII (J. Watt) 1900 Automóvil: 1883 Bombilla: Edison

5 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA I? Durante casi toda la historia de la humanidad, el hombre ha utilizado las energías renovables como fuente de energía. No es hasta después de la Revolución Industrial cuando comienza la utilización generalizada de los combustibles fósiles. Este último periodo, de unos 200 años, se ha caracterizado por un consumo creciente e intensivo de energía que casi ha acabado con los combustibles fósiles. No obstante, este periodo representa un pequeño porcentaje dentro de la historia de la humanidad, cuyo comienzo lo podemos cifrar hace unos años (hombre de Neandertal) o unos años (hombre de Cromañón).

6 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La fuerza humana y animal Hasta que el hombre aprendió a domesticar a animales de tiro, su única fuente de energía era su propia fuerza muscular. Cuando estas fuerzas no fueron suficientes ante la crecientes demanda de energía, apareció la esclavitud, obligando a utilizar la energía de muchos hombres al servicio de un número reducido de hombres libres. ¿CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA II? ¿SABÍAS QUE…? Para construir la pirámide de Keops (Egipto) trabajaron simultáneamente esclavos, que eran renovados cada 3 meses. Se necesitaron 10 años para terminar la obra, lo que significa que se utilizaron más de 4 millones de esclavos.

7 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La biomasa 1er cambio en la historia de la humanidad en el origen de la energía Con el descubrimiento del fuego, el hombre comienza a utilizar la madera como combustible. Cambio: de una energía de origen animal (basada en la quema de calorías a partir de los alimentos ingeridos) a una energía de origen químico (basada en un proceso de combustión directa). Esta energía se presentaba bajo otro aspecto: en forma de calor. ¿CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA III? Con su utilización, el hombre pudo comenzar a moldear los metales como el hierro y el cobre, así como a fabricar objetos de barro (alfarería).

8 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La energía hidráulica y eólica - La rueda hidráulica (accionada por la corriente de un cauce de agua) - El molino de viento Limitación: esta energía había que utilizarla en el lugar donde estaba disponible la fuente energética. ¿CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA IV? ¿SABÍAS QUE…? La mayor rueda hidráulica construida fue la máquina de Marly, instalada por orden de Luis XIV en 1682 para alimentar la fuente de Versalles Durante todo este periodo de tiempo (época preindustrial), tanto la población como el consumo energético por habitante permanecían relativamente estables y la repercusión en el medio ambiente era escasa.

9 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad El carbón Finales del siglo XVIII: la invención de la máquina de vapor (permitió convertir el calor en fuerza mecánica). 1ª Revolución Industrial ¿CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA V? Siglo XVIII: debido al progresivo agotamiento de los recursos madereros, comienzan a utilizarse grandes cantidades de carbón (una fuente de energía con un rendimiento energético mayor que el de las fuentes de energía de uso preindustrial). Esto fue posible gracias a la máquina de vapor. ¿SABÍAS QUE…? La 1ª máquina de vapor fue construida en 1769 por el escocés James Watt

10 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La máquina de vapor originó grandes cambios en la sociedad: - El carbón era una fuente de energía que se podía trasladar de un lugar a otro. Además, permitió instalar industrias en nuevos lugares. - Permitió mecanizar gran número de tareas y aumentar la producción. - Hizo posible un enorme desarrollo del transporte por medio de locomotoras y barcos de vapor que usaban carbón. Esto favoreció el comercio, la emigración y las comunicaciones. ¿CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA VI? ¿SABÍAS QUE…? La Revolución Industrial, al multiplicar enormemente los medios de producción como consecuencia de la utilización de la máquina de vapor, supuso un fuerte incremento tanto de la población como del consumo de energía por habitante.

11 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La electricidad Casi un siglo después de la primera máquina de vapor, empieza a introducirse una nueva forma de energía: la electricidad, cuyos primeros estudios en laboratorio los había realizado Galvani en Este hecho abrió a la humanidad nuevos horizontes. Ya no era necesario que el lugar de uso de la energía estuviese en el mismo lugar en que se generaba y además esa energía se podía transformar fácilmente en luz, en calor, en frío, en movimiento, en energía mecánica, etc. No es hasta finales del siglo XIX cuando comienza a introducirse en la vida cotidiana. ¿CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA VII?

12 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Gas natural y nuclear En la 2ª mitad del siglo XIX, aparecen los primeros motores de combustión interna, y en el último tercio de ese siglo se empieza a emplear el petróleo y sus derivados como combustible. En la 1ª mitad del siglo XX, empieza a utilizarse el gas natural, y a partir de los años 50 se ponen en funcionamiento las primeras centrales nucleares. ¿CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA VIII? ¿SABÍAS QUE…? El 1 er automóvil fue construido en 1883 por Henry Ford en EE UU

13 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad - Las energías renovables: su potencial es inagotable, ya que provienen de la energía que llega a nuestro planeta de forma continua como consecuencia de la radiación solar o de la atracción gravitatoria de la Luna. Son la energía hidráulica, solar, eólica, biomasa, geotérmica y las marinas. - Las energías no renovables: son aquellas que existen en una cantidad limitada en la naturaleza. No se renuevan a corto plazo y por eso se agotan cuando se utilizan. La demanda mundial de energía en la actualidad se satisface fundamentalmente con este tipo de fuentes, como son el carbón, el petróleo, el gas natural y el uranio. CLASIFICACIÓN DE LA ENERGÍA

14 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CONSUMO ENERGÉTICO I Petróleo Carbón Gas Natural Energía Nuclear Energías Renovables 53% 20% 6% 15% 6% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% Petróleo Carbón Gas Natural Energía Nuclear Energías Renovables Consumo energético en Europa La UE cubre sus necesidades energéticas en un 50% con productos importados, y, si no cambia su política energética, antes de 20 años ese porcentaje ascenderá al 70%. Esa dependencia externa acarrea riesgos económicos, sociales, ecológicos y físicos. ¿SABÍAS QUE…? La Península Ibérica tiene limitados recursos energéticos convencionales, por lo que su sistema energético presenta una alta dependencia exterior, que ha ido aumentando en los últimos años. Así, las importaciones de energía en España han pasado de representar el 61% en el año 1985 al 75% en la actualidad.

15 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CONSUMO ENERGÉTICO II ¿SABÍAS QUE…? En la actualidad, el sistema energético mundial está fundamentado en el consumo de combustibles fósiles que, por su propia naturaleza, son perecederos

16 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿A QUÉ DEDICAMOS LA ENERGÍA EN CANARIAS? ¿SABÍAS QUE…? En la actualidad, las islas Canarias se suministran del petróleo y sus derivados, importándolos por medio de buques.

17 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad SITUACIÓN ENERGÉTICA MUNDIAL -Algunos datos para la reflexión- Población mundial actual: 6500 millones En 1970: 3620 millones (prácticamente se ha duplicado en los últimos 38 años) Siglo XVII: 400 millones

18 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CONSUMO ENERGÉTICO ANUAL POR HABITANTE En el siglo XVII: 3500 kWh y toda la energía provenía de fuentes energéticas renovables En 1950: el consumo energético era de kWh En 1970: kWh (datos estos últimos que demuestran claramente el despilfarro energético que se produjo a raíz de la introducción del petróleo)

19 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ACTUALMENTE, EL CONSUMO DE ENERGÍA ES TAL QUE EN UN AÑO LA HUMANIDAD CONSUME LO QUE LA NATURALEZA TARDA UN MILLÓN DE AÑOS EN PRODUCIR

20 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad El 20% de la población mundial consume el 80% de la energía producida. Aprox millones de personas no tienen acceso a la electricidad. EE UU-CANADA RESTO DESARROLLADOS SUBDESARROLLADOS

21 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La mitad de la madera que se corta en el mundo se usa como combustible. Los 4/5 de esta mitad se emplean en el conjunto de los países pobres.

22 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad El 70% de los habitantes de estos países usa una media de leña de 700 kg por persona y año (con las graves consecuencias de deforestación que este hecho acarrea) millones de personas cocinan con leña; de ellas, 1500 millones tienen dificultades de suministro.

23 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Demanda de Energía por Regiones Geográficas Hay grandes diferencias en la forma en que el consumo de energía está distribuido a lo ancho del mundo Tep América del Norte Antigua URSS Europa Occidental Europa Central y Oriental Iberoamérica Oriente Medio y Norte de África Pacífico África Subsahariana Asia Meridional - Resto del mundo 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 Demanda de energía per cápita por regiones geográficas

24 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad : 1ª crisis del petróleo por conflictos en Oriente Medio entre árabes e israelíes: Los precios del petróleo suben de 1,6 $/barril a principios de 1973 a 3,45 $/barril. 1974: 9,31$/barril : 2º choque con el cambio de régimen en Irán y la salida del mercado de este país: Los precios del petróleo suben de 14,5 $/barril a principios de 1979 a 28 $/ barril. 1982: 34 $/barril. CRISIS ENERGÉTICA

25 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad UN MODELO INSOSTENIBLE El mantenimiento del sistema energético actual durante un plazo de tiempo de una o dos generaciones es, simplemente, insostenible porque: - Está agotando las reservas de combustible - Coopera al efecto invernadero - Contribuye a la contaminación local, lluvia ácida y a la deforestación - Origina riesgos para la paz mundial

26 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La posibilidad de agotamiento del petróleo y del gas natural será una realidad en el plazo de 1 a 2 generaciones Aunque las reservas de combustibles fuesen eternas (que no lo son), el planeta Tierra no sería capaz de absorber las emisiones de CO 2 que de su quema se desprenderían AGOTANDO LAS RESERVAS DE COMBUSTIBLE I

27 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad AGOTANDO LAS RESERVAS DE COMBUSTIBLE II El pico de la producción Miles de millones de barriles por año

28 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad AGOTANDO LAS RESERVAS DE COMBUSTIBLE III PetróleoGas naturalCarbón RESERVAS DE COMBUSTIBLES FÓSILES Fuente: Fórum Atómico Internacional

29 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad AGOTANDO LAS RESERVAS DE COMBUSTIBLE IV

30 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CONTRIBUYE AL EFECTO INVERNADERO I Sin nuestra atmósfera, la temperatura media de la Tierra sería de unos –18 ºC y no los 15 ºC actuales. Toda la luz solar que recibimos alcanzaría la superficie terrestre y simplemente volvería, sin encontrar ningún obstáculo, al vacío. La atmósfera aumenta la temperatura del globo terrestre unos 30 ºC y permite la existencia de océanos y criaturas vivas como nosotros.

31 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CONTRIBUYE AL EFECTO INVERNADERO II EFECTOS: cambio climático (calentamiento global) Un aumento al doble de la concentración actual subiría la temperatura media de la Tierra entre 3 y 5 ºC. La concentración de CO 2 ha aumentado: : unas 280 partes por millón : : más de 350 De continuar el actual consumo de combustibles fósiles, se teme que se duplique a mediados de siglo. Alrededor de las 3/4 partes de las emisiones de CO 2 antropogénicas que se han producido en los últimos 20 años se debe a la quema de combustibles fósiles. El resto se debe especialmente a la deforestación.

32 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CONTRIBUYE AL EFECTO INVERNADERO III CONSECUENCIAS: - Elevación del nivel de las aguas del mar (consecuencia de la descongelación de parte de los casquetes polares). - Aumento de las sequías y salinización de los acuíferos. - Pérdida de muchos ecosistemas que no podrían adaptarse a un cambio tan rápido.

33 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CONTRIBUYE AL EFECTO INVERNADERO IV - Los estudios más recientes han puesto de manifiesto que, en lo que va del siglo XX, la temperatura media de la Tierra se ha incrementado en 0,6 ºC. - El nivel del mar ha ascendido 20 cm a lo largo del último siglo y podría subir 88 cm antes de finales del siglo XXI. - Ya han desaparecido, sumergidos por las aguas, los 2 primeros islotes que estaban situados en el océano Pacífico. Objetivo Protocolo de Kyoto: reducción del 8% de los gases de efecto invernadero para el 2012 (respecto al nivel de emisión de 1990)

34 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad LA LLUVIA ÁCIDA I

35 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA I Hanshuhnenburg, en baja Sajonia (República Federal de Alemania) en Fuente: Revista El Correo. Enero, Editado por la UNESCO

36 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Hanshuhnenburg, en baja Sajonia (República Federal de Alemania) en Fuente: Revista El Correo. Enero, Editado por la UNESCO EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA II

37 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ORIGINA RIESGOS PARA LA PAZ MUNDIAL - Las reservas de petróleo están repartidas de forma muy desigual - El 70% de las reservas mundiales está en países OPEP Dentro del cartel, Arabia Saudita y Kuwait tienen casi el 40% del total de las reservas mundiales; Irán e Irak tienen reservas muy importantes, y Venezuela, Libia y Nigeria algo menores. CONSECUENCIAS: Guerra del Golfo

38 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ORIGINA TENSIONES SOCIALES Desplazamientos forzosos de población que origina la construcción de grandes complejos hidroeléctricos. La energía hidráulica ha sido la principal causa de muchas emigraciones de este siglo, al anegar las tierras más fértiles y privar. La construcción de la archiconocida presa de Itaipu, entre Brasil, Argentina y Paraguay, es otro notable ejemplo de lo mismo.

39 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad BLOQUE I: ENERGÍA Y ELECTRICIDAD Capítulo 2 LA ELECTRICIDAD

40 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿CÓMO DIFERENCIAR POTENCIA DE ENERGÍA? ¿SABÍAS QUE…? 1 kWh permite: - mantener encendida una bombilla de 100 W durante 10 horas - elevar 1 tonelada a 360 metros de altura en una hora - fundir el aluminio necesario para fabricar 6 botes de refrescos - calentar 28,7 litros de agua para una ducha de 20ºC a 50ºC La potencia Se mide en vatios (W). Se suelen utilizar múltiplos como kilovatios (kW) – 1000 vatios-, megavatios (MW) –1 millón de vatios- o gigavatios (GW) –1000 millones de vatios. La energía Se puede medir en vatios/hora (Wh) o en unidades derivadas, como kWh. Ejemplo: Una bombilla de 100 W tiene una potencia de 100 W siempre, esté encendida o no, pero no consume energía mientras esté apagada. Si a lo largo de un día tenemos esa bombilla encendida durante 3 horas, la energía consumida por la bombilla es de 300 Wh/día (100 W x 3 h = 300 Wh).

41 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿PODEMOS IMAGINARNOS UN MUNDO SIN ELECTRICIDAD? ¿SABÍAS QUE…? La potencia eléctrica habitualmente instalada en una vivienda media (una familia de unos 4 miembros) en nuestras Islas es de 5 kW y la energía consumida anualmente es de unos 7500 kWh/año. La electricidad es la forma más sofisticada de energía que existe en la actualidad y permite su transporte entre lugares lejanos de forma económica y eficiente. El funcionamiento de la sociedad moderna se fundamenta en la utilización cotidiana de la electricidad. La electricidad nos permite una mayor calidad de vida, una vida donde muchas tareas son ejecutadas por aparatos eléctricos: desde lavar la ropa en la lavadora a almacenar la información en ordenadores, o conservar nuestros alimentos en la nevera, refrigerar o calentar nuestras viviendas y, últimamente, hasta cocinar y secar la ropa.

42 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿DÓNDE SE PRODUCE LA ELECTRICIDAD? ¿SABÍAS QUE…? Thomas Alba Edison (1847 – 1931), además de inventar la bombilla, también construyó la primera central eléctrica de la historia, que suministraba electricidad a 7200 bombillas. A raíz de esta experiencia, se inauguró el primer servicio de luz eléctrica en la ciudad de Nueva York, que daba luz a 85 clientes. La generación de electricidad a gran escala se lleva a cabo en las centrales eléctricas Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales se clasifican en: -Térmicas - Hidroeléctricas - Nucleares - Centrales de Energías Renovables

43 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CENTRALES TÉRMICAS I Convierten la energía química de un combustible en energía eléctrica. Según el combustible son: - de carbón - de fuel - de gas Las centrales térmicas constan de: - una caldera - una turbina que mueve un generador eléctrico La única diferencia entre ellas es el combustible, por lo que la caldera deberá adaptarse al combustible utilizado. El resto de componentes es igual.

44 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CENTRALES TÉRMICAS II Caldera: convierte el agua en vapor. El vapor sale de la caldera, mueve la turbina y ésta el generador (para calentar el agua a alta Tª y presión, se quema el combustible). El rendimiento de estos sistemas es del 33% ¿SABÍAS QUE…? En la actualidad, se están construyendo numerosas centrales de ciclo combinado (se basan en el acoplamiento de dos ciclos: uno con turbina de gas y otro con turbina de vapor), que pueden alcanzar rendimientos del 50%. Habría que añadir las pérdidas en el transporte y distribución de la electricidad a través de las líneas de alta, media y baja tensión. El rendimiento de una central convencional, incluyendo la distribución hasta los puntos de consumo, es aprox. del 25%.

45 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CENTRALES TÉRMICAS EN CANARIAS En Canarias, cada Isla tiene una o varias centrales térmicas (son de poca potencia comparadas con las que se construyen en el continente). En las Islas de mayor dimensión, el combustible que se utiliza en las centrales suele ser el fuel-oil, y en las Islas más pequeñas, el diesel. En las Islas de mayor demanda está previsto comenzar a introducir también el gas natural para su uso en las centrales.

46 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CENTRALES HIDROELÉCTRICAS ¿SABÍAS QUE…? La energía minihidráulica (potencia menor a los 10 MW) sí es considerada renovable Generan electricidad mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa o embalse. Tiene 2 ventajas respecto a los combustibles de origen fósil y nuclear: - el agua (combustible) no se consume, ni la calidad empeora - no tiene problemas de producción de desechos

47 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad CENTRALES NUCLEARES I ¿SABÍAS QUE…? Las centrales nucleares no producen gases de efecto invernadero, ni precisan del empleo de combustibles fósiles convencionales Una central nuclear de fisión emplea elementos químicos pesados (v.g. uranio, plutonio) que, mediante una reacción nuclear, proporcionan calor. Este calor es empleado para producir vapor y, a partir de este punto, el resto de los procesos en la central es análogo a los de una central térmica convencional. Las características de la reacción nuclear hacen que pueda resultar peligrosa si se pierde su control y la temperatura sube por encima de un determinado nivel al que se funden los materiales empleados en el reactor, o si se producen escapes de radiación nociva (Chernobil, 1986).

48 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad RESIDUOS RADIOACTIVOS Origen de los residuos - Extracción y procesado del material - Operación de la planta - Desmantelamiento de la central CENTRALES NUCLEARES II Reservas probadas de uranio: 40 $/Kg = Tn $/Kg = Tn $/Kg = Tn Al ritmo de consumo actual, significa: años

49 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Categorías: - Residuos exentos de tratamiento - Residuos de baja y media actividad (RBMA) - Residuos de alta actividad (RAA) RBMA - Compactación y solidificación, introduciéndolos en bidones de 200 l. - El periodo de decaimiento de la radioactividad hasta considerarlos exentos es de 200 a 300 años. CENTRALES NUCLEARES III

50 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad RAA - Se efectúa un primer periodo de decaimiento en piscinas entre 10 y 15 años (normalmente en la misma central) - Almacenamiento intermedio. La permanencia es de 40 a 70 años. CENTRALES NUCLEARES IV

51 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Almacenamiento definitivo (AGP - Almacenamiento Geológico Profundo ) ¡El periodo de reposo es de a años! (No existe ningún AGP para residuos de centrales eléctricas en explotación) CENTRALES NUCLEARES V Estructuras profundas, geológicamente estables, que garanticen capacidad de transmisión del calor, estanqueidad y facilidad para la implantación de sistemas de vigilancia

52 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad LA RED ELÉCTRICA - La energía eléctrica no se puede almacenar tan fácilmente como el carbón o los barriles de petróleo. - Una vez producida en las centrales, debe comenzar su viaje a través de líneas de alta tensión hacia los centros de consumo. - La Península Ibérica está cubierta por una densa red de transporte de electricidad conectada con la red europea, que incluye desde "autopistas" (principales líneas de alta tensión) hasta ramales secundarios, como el cable que lleva electricidad al frigorífico en los hogares. El transporte de energía eléctrica a largas distancias debe hacerse con el mayor voltaje posible para reducir al mínimo las pérdidas que crea la resistencia del cable (resistencia = voltaje / intensidad). Los transformadores son los aparatos encargados de modificar el voltaje de la corriente. ¿SABÍAS QUE…? La longitud total de la red eléctrica en España es de más de km.; podría dar 15 veces la vuelta a la Tierra

53 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad LA RED ELÉCTRICA EN CANARIAS Sin conexión por cable submarino a ningún continente ni entre las Islas. - A excepción de las islas de Lanzarote y Fuerteventura (que están interconectadas por un cable de potencia limitada de 20 MVA, con una longitud de 15 km y que llega a una profundidad máxima de 100 m) El resto de las Islas constituye un solo sistema eléctrico no interconectado, formando auténticas islas eléctricas. Cada Isla ha de generar su propia electricidad. 7 islas = 6 sistemas eléctricos independientes La electricidad que se produce en cada Isla tiene que ser igual a la que se consume y viceversa -El resultado es un sistema de control más complicado y de producción más caro

54 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad EL SISTEMA DE SUMINISTRO ELÉCTRICO EN CANARIAS

55 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿CÓMO VARÍA UN DÍA DE ELECTRICIDAD I? En Canarias, la demanda suele seguir las pautas siguientes: - A partir de las doce de la noche, el consumo de electricidad cae rápidamente y llega al mínimo en la madrugada (horas valle). - Hacia las 6 de la mañana comienza a crecer otra vez, llega a un primer pico a media mañana (horas punta). - Se reduce ligeramente hacia el mediodía, y tiene un 2º pico a primera hora de la noche.

56 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿SABÍAS QUE…? Un frigorífico es un ejemplo de demanda básica: su consumo de electricidad es regular y previsible. Por el contrario, una ola de calor puede disparar la demanda de electricidad debido a la utilización del aire acondicionado de manera imprevisible. - Esta curva de demanda (de carga) está compuesta por muchos consumos: domésticos, industriales, etc. - Depende de muchos factores: temperatura (en los días calurosos los equipos de aire acondicionado funcionan a pleno rendimiento), horas de luz, festividades, etc. Como la electricidad a escala industrial no se puede almacenar, es necesario mantener una base de carga (de generación eléctrica) funcionando continuamente con una estrategia que permita tanto cubrir la demanda básica como los picos de demanda que puedan surgir. ¿CÓMO VARÍA UN DÍA DE ELECTRICIDAD II?

57 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿CÓMO SATISFACER LA DEMANDA? ¿SABÍAS QUE…? El sistema se regula segundo a segundo. Esta regulación se consigue gracias a reguladores de velocidad que miden la frecuencia de la red eléctrica (que ha de ser de 50 Hz) y decide cuánto combustible inyectar en función de si la demanda está creciendo o bajando (que se corresponde con una frecuencia ligeramente por debajo de 50 Hz o por encima, respectivamente). En la Península Ibérica las centrales nucleares y térmicas, con un funcionamiento regular, satisfacen la demanda base, mientras que durante los picos de demanda se ponen en marcha grupos térmicos de fuel o diésel y las centrales hidroeléctricas (más ágiles a la hora de alcanzar el estado operativo, de parar y de reaccionar ante las eventualidades de la demanda). En Canarias, por contra, sólo se dispone de grupos térmicos de medio/pequeño tamaño que funcionan con fuel o diésel, solventando los picos de demanda con pequeños grupos diésel o de arranque rápido.

58 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿CÓMO SE PUEDE ALMACENAR LA ENERGÍA ELÉCTRICA I? ¿SABÍAS QUE…? En la actualidad, en España existen centrales de bombeo con una potencia total instalada de MW (la potencia hidroeléctrica total en España es de MW). Centrales reversibles o de bombeo - Centrales hidroeléctricas que aprovechan el excedente de energía eléctrica que se produce durante las horas valle (demanda baja). - Embalse situado en una cota inferior al embalse superior o principal. - Horas punta: se deja caer el agua del embalse superior, produciendo así electricidad. Este agua se almacena en el embalse inferior. - Horas valle: la electricidad excedentaria (tras realizar el consumo) producida por las centrales térmicas o nucleares se envía a la central de bombeo para elevar el agua. Esta agua queda almacenada en el embalse superior, lista para ser usada en las próximas horas punta.

59 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿CÓMO SE PUEDE ALMACENAR LA ENERGÍA ELÉCTRICA II? Centrales reversibles en Canarias En Canarias, se ha adaptado el concepto de central de hidro-bombeo a las particularidades de las Islas. En el caso de la isla de El Hierro, se está desarrollando un proyecto que pretende abastecer a la Isla de electricidad con energías renovables, para lo que se utilizará una central hidroeólica.

60 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿CÓMO SE PUEDE ALMACENAR LA ENERGÍA ELÉCTRICA III? El funcionamiento se puede explicar en 2 pasos: 1. Cuando la producción de energía eólica sea mayor que la demanda eléctrica: se bombea agua con energía eólica a un embalse superior, aprovechando el excedente de electricidad de origen eólico que no se puede conectar a la red eléctrica. 2. Cuando la producción de energía eólica sea menor que la demanda eléctrica: se deja caer esa agua, que pone en marcha las turbinas hidráulicas, produciendo electricidad cuando la Isla lo demande.

61 Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad ¿CÓMO SE PUEDE ALMACENAR LA ENERGÍA ELÉCTRICA III? Pilas de combustible - El proceso funciona descomponiendo el agua mediante corriente eléctrica en H 2 y O 2. - El hidrógeno obtenido se almacena. - Posteriormente, se utiliza como combustible en una pila donde se combina con oxígeno para producir corriente eléctrica y agua como subproducto.


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