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 E out  = E in [  ]=  km/h  m/s Factores de conversión 2-2

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. 2-3

MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES La Energía Solar El 90% de la Energía generada en el núcleo (H 2 +He).  Reacciones de fusión  m=4Tn en 1s.  E=mc 2 =4·10 9 kg·(3·10 8 m/s) 2 =3,6·10 26 J P=E/  t=3,6·10 26 W Se transmite en forma de radiación  OEM 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 2-4

MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES La Energía Solar Densidad de radiación = 1350W/m 2 (antes de la atmósfera) Densidad de radiación = 900W/m 2 (superficie terrestre) La Energía radiada depende de:  zona geográfica,  altitud,  época del año,  hora del día,  nitidez de la atmósfera. 2-5

MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES La Energía Solar: Conversión Térmica Absorción de la energía solar y su transformación en calor C.Plano: Caja aislante. Vidrio transparente  E. invernadero Fluido 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 alternador de aceite 2-6

MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES La Energía Solar: Conversión fotovoltaica o fotoelectricidad Transformación 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/m 2 y 25 ºC. El rendimiento aumenta con la densidad de radiación y disminuye con la temperatura 2-7

MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES La Energía Eólica Aprovechamiento de la energía cinética del viento Origen: SOL Calienta masas de 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 verticalEje 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 2-8 Panémona

MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES 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, balnearios Agua Caliente se puede Usar directa o por fluido Alta Energía: T<1250ºC.Para Electricidad El vapor transmite calor al Freón que se vaporiza. Mueve turbina-alternador. Y genera energía eléctrica. 2-9

MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES La Energía Maremotriz: Aprovecha la  E P 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 provocada por 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 2-10

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 mar  La superficie se evapora a baja presión  Después se devuelve al mar De ciclo cerrado:  Fluidos con T f << (Freón, amoníaco, propano)  El calor superficial evapora estos fluidos  Mueven turbinas y generan electricidad Eª de las OlasEª hidrotérmica 2-11

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 2-12

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 · P c E = Energía m = masa P c = 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 2-13