Unidad 6 Energías renovables

6.1. Energía hidráulica Evolución de las ruedas hidráulicas 1. Molino griego de eje vertical para moler cereal. 2. Ruedas hidráulicas de eje horizontal. Solían tener rendimiento del 20 %. • Para corrientes de agua de gran velocidad. • Para corrientes lentas de agua. • Si hay desniveles de agua.

Tuberías Turbina Alternador 3. Turbina Fourneyron (1826). 4. Turbina Pelton (1870). 5. Turbina Kaplan (1910). Rendimiento: 80 al 85 %. Rendimiento: 90 %. Rendimiento: 93 al 95 %. A Componentes de un centro hidroeléctrico Energía potencial cinética del agua de rotación eléctrica Embalse de agua Tuberías Turbina Alternador

Embalse Presa de gravedad Presa de bóveda Presa de gravedad.

Conductos de agua Compuertas Tuberías de conducción La toma de agua. La chimenea de equilibrio. 1. Embalse superior 2. Presa 3. Galería de conducción 4. Chimenea de equilibrio 5. Tubería forzada 6. Central 7. Turbinas y generadores 8. Desagues 9. Líneas de Transporte de energía eléctrica 10. Embalse inferior o río Compuertas de una central hidroeléctrica. Central hidroéléctrica de bombeo.

Sala de máquinas Transformadores y líneas de transporte Las turbinas Alternador Transformadores y líneas de transporte Características de la turbina Kaplan Características de la turbina Pelton • Se trata de una turbina de eje vertical y un rotor en forma de hélice, con aspas (generalmente 4 o 5) de inclinación variable, que va encerrada en una cámara cilíndrica por cuya parte superior llega el agua. • Se trata de una rueda hidráulica muy perfeccionada, en la que en la periferia de una circunferencia se han colocado una serie de «cucharas» que pueden soportar el choque de un potentísimo chorro de agua. • Se emplea para saltos de agua inferiores a 25 m y mucho caudal. • Las cucharas reciben el agua en un sentido y la expulsan casi en sentido contrario (150°). En instalaciones muy grandes alcanzan empujes de hasta 50 toneladas. • Su rendimiento suele estar entre el 93% y el 95 %. • Se usa cuando se dispone de un gran salto de agua, pero no de mucho caudal. Su rendimiento puede llegar hasta el 90 %. • Es una de las turbinas que más se emplea en la actualidad. • Gira más lentamente que la Kaplan (entre 300 a 1 800 rpm). Para aumentar la potencia basta aumentar el número de chorros. Sala de máquinas.

B Potencia y energía obtenida en una central hidroeléctrica P = potencia de la central en kW. c = caudal de agua en m3/s. h = altura en metros (desde la superficie del embalse hasta el punto donde está la turbina). t = tiempo en horas. E = energía obtenida en kWh. P = 9,8 · c h E = P t = 9,8 · c h t

C Tipos de centrales Minicentrales (<10MW) Grandes centrales o centrales hidroeléctricas (>10MW) Centrales de bombeo puro Centrales de bombeo mixto Central de bombeo puro. Central de bombeo mixta.

D Energía hidráulica y medio ambiente Impacto medioambiental y tratamiento de residuos Los embalses permiten regular el caudal de los ríos, evitando inundaciones. Contribuyen a almacenar agua, que puede ser utilizada posteriormente para uso humano o riego.  Se anegan grandes extensiones fértiles de terreno, incluso pueblos enteros. Se trastoca la fauna y flora autóctona. 

6.2. Energía solar La fórmula que nos indica la cantidad de calor que llega a un punto de la superficie de la Tierra viene dada por la expresión: Q = K t S, donde: Q = cantidad de calor expresado en calorías. K = coeficiente de radiación solar, expresado en: cal/min·cm2. Puede valer desde 0 hasta 1,3. La media aproximada en un día de verano será: K = 0,9. T = tiempo en minutos. S = sección o área en cm2.

A Aprovechamiento de la energía solar

Conversión en energía calorífica: colectores planos Hasta temperaturas de 35ºC. Hasta temperaturas de 60ºC. Hasta temperaturas de 120ºC. Colectores solares planos. Partes de un colector.

Conversión en energía calorífica: aprovechamiento pasivo Invernaderos Desalinizadoras de agua marina. Invernadero. Desalinizadora.

Campo de helióstatos Campo de helióstatos.

Colectores cilíndrico-parabólicos Esquema de central solar con colectores cilíndrico-parabólicos.

Horno solar Horno solar de Odeillo.

Placas fotovoltaicas Detalle de una placa fotovoltaica.

6.3. Energía eólica Molino americano.

A Clasificación de las máquinas eólicas Aeroturbinas de eje horizontal De potencias bajas o medias (hasta 50kW). De potencia alta (más de 50 kW). Parque eólico.

Aeroturbinas de eje vertical Aeroturbina Darrieus. Aeroturbina Savonius Aeroturbinas Darrieus y Savonius.

Cálculo de la energía generada en una aeroturbina

6.4. Biomasa Se denomina biomasa al conjunto de materia orgánica renovable (no fósil) de procedencia vegetal, animal o resultante de una transformación natural o artificial. Esquema de los procesos de transformación de la biomasa.

A Por extracción directa B Procesos termoquímicos C Procesos bioquímicos Fermentación alcohólica. Fermentación anaeróbica. Pirólisis. Obtención de aguardiente por fermentación alcohólica.

6.5. Energía geotérmica Proceso de obtención de energía geotérmica.

A Tipos de yacimientos Yacimientos hidrotérmicos Yacimientos geopresurizados Yacimientos de roca caliente Yacimiento hidrotérmico. Géiser.

6.6. Energía maremotriz Central maremotriz y detalle de un grupo turbina-alternador (La Rance).

6.7. Residuos Sólidos Urbanos (RSU) Incineración. Fermentación de residuos orgánicos.

6.8. Energía de las olas A Proyectos en funcionamiento

B Técnicas en las que se basa su funcionamiento Técnicas de aprovechamiento de la energía de las olas.

6.9. Energías alternativas y medio ambiente A Impacto medioambiental B Tratamiento de residuos