martes, 3 de marzo de 2009

Energía Geotérmica

La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.

Funcionamiento

Se obtiene energía geotérmica por extracción del calor interno de la Tierra. En áreas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarios. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor (flashing). El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable. Los recursos de magma (rocas fundidas) ofrecen energía geotérmica de altísima temperatura, pero con la tecnología existente no se pueden aprovechar económicamente esas fuentes.

En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a reinyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son múltiples:

  • Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua reinyectada contiene todavía una importante cantidad de energía térmica.
  • Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene.
  • Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones.


Impacto Ambiental
La energía Geotérmica es una energía totalmente limpia y renovable.

Centrales Instaladas en España
Actualmente no hay ninguna central geotérmica instalada en España por la poca rentabilidad que tendría.

Curiosidades

Un ejemplo, en Inglaterra, fue el "Proyecto de Piedras Calientes HDR" (sigla en inglés: HDR, Hot Dry Rocks), abandonado después de comprobar su inviabilidad económica en 1989. Los programas HDR se están desarrollando en Australia, Francia, Suiza, Alemania.

Energía Mareomotriz


La energía mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.

Funcionamiento

Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable limpia.



Otras formas de extraer energía del mar son: las olas, la energía undimotriz; de la diferencia de temperatura entre la superficie y las aguas profundas del océano, el gradiente térmico oceánico de las corrientes submarinas o la eólica marina

Impacto Ambiental

La energía mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energía.


Centrales instaladas en España

En España, el Gobierno de Cantabria y el Instituto para la Diversificación y Ahorro Energético (IDAE) quieren crear un centro de I+D+i en la costa de Santoña. La planta podría atender al consumo doméstico anual de unos 2.500 hogares.

martes, 24 de febrero de 2009

Centrales Eólicas


La energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir,la energía cin generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.


En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. La energía eólica genera alrededor del 1% del consumo de electricidad mundial, representa alrededor del 19% de la producción eléctrica en Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007).

La energía eólica es un recurso abundante renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia

Funcionamiento


El viento mueve las palas de la hélice, que transmite el movimiento, a través de un eje, hasta una caja de engranajes. Allí, la velocidad de giro del eje se regula para garantizar la mayor producción energética, ya que desde la caja de engranajes el movimiento se transmite hasta el generador, el cual produce electricidad. La electricidad viaja desde el generador hasta los transformadores, donde aumenta la tensión para poder se transportada la energía eléctrica hasta los lugares de consumo.
Al mismo tiempo, el paso de las palas y la orientación del aerogenerador, son regulados por varios sistemas electrónicos (formados por varios censores y servos).

Esquema de funcionamiento:

Aspectos medioambientales

  • Generalmente se combina con centrales térmicas, lo que lleva a que existan quienes critican que realmente no se ahorren demasiadas emisiones de dióxido de carbono. No obstante, hay que tener en cuenta que ninguna forma de producción de energía tiene el potencial de cubrir toda la demanda y la producción energética basada en renovables es menos contaminante, por lo que su aportación a la red eléctrica es netamente positiva.
  • Existen parques eólicos en España en espacios protegidos como ZEPAS (Zona de Especial Protección de Aves) y LIC (Lugar de Importancia Comunitaria) de la Red Natura 2000, lo que es una contradicción. Si bien la posible inserción de alguno de estos parques eólicos en las zonas protegidas ZEPAS y LIC tienen un impacto reducido debido al aprovechamiento natural de los recursos, cuando la expansión humana invade estas zonas, alterándolas sin que con ello se produzca ningún bien.
  • Al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murciélagos. Afortunadamente los niveles de mortandad son muy bajos en comparación con otras causas como por ejemplo los atropellos. Aunque algunos expertos independientes aseguran que la mortalidad es alta. Actualmente los estudios de impacto ambiental necesarios para el reconocimiento del plan del parque eólico tienen en consideración la situación ornitológica de la zona. Además, dado que los aerogeneradores actuales son de baja velocidad de rotación, el problema de choque con las aves se está reduciendo.
  • El impacto paisajístico es una nota importante debido a la disposición de los elementos horizontales que lo componen y la aparición de un elemento vertical como es el aerogenerador. Producen el llamado efecto discoteca: este efecto aparece cuando el sol está por detrás de los molinos y las sombras de las aspas se proyectan con regularidad sobre los jardines y las ventanas, parpadeando de tal modo que la gente denominó este fenómeno: “efecto discoteca”. Esto, unido al ruido, puede llevar a la gente hasta un alto nivel de estrés, con efectos de consideración para la salud. No obstante, la mejora del diseño de los aerogeneradores ha permitido ir reduciendo el ruido que producen.
  • La apertura de pistas y la presencia de operarios en los parques eólicos hace que la presencia humana sea constante en lugares hasta entonces poco transitados. Ello afecta también a la fauna.

Tecnologías Correctoras

-Buscar sitios adecuados para la instalación de los aerogeneradores.
-Mejorar el motor del aerogenerador para que no hagan ruido.


Centrales Instaladas en España



Curiosidades


-El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente a Eolo, dios de los vientos en la mitología Griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.

-Si el aerogenerador no se detiene a tiempo, es imposible pararlo y puede destrozarse:

Centrales Térmicas de Biomasa


Se denomina biomasa a la materia orgánica producida en procesos naturales. Así, la llamada energía de la biomasa es la que se obtiene a partir de la vegetación, los residuos forestales y agrícolas (restos de poda, paja, rastrojos...) o ciertos cultivos específicos, como el girasol y la remolacha (cultivos energéticos). La biomasa se puede tratar mediante diversos procesos físicos y químicos naturales (descomposición, fermentación...) en instalaciones llamadas digestores, con el fin de obtener combustibles como el carbón vegetal, el alcohol o el biogás.

Una central de biomasa es una central térmica en la que el combustible que se quema procede de la biomasa. El vapor de agua así generado mueve la turbina conectada a un generador (alternador), lo que produce la electricidad.

La importancia de estas centrales es que dan un uso energético a los residuos que de otro modo serían inservibles. En cualquier caso, aunque contaminan relativamente poco, también emiten dióxido de carbono a la atmósfera, como las centrales térmicas convencionales.


El funcionamiento es muy parecido por no decir igual al de las centrales térmicas convencionales, lo único que cambia es el combustible

Esquema del funcionamiento de una central de biomasa:



Impacto Ambiental

Idéntico al de las centrales térmicas convencionales

Técnicas correctoras

Idénticas a las que se usan para las centrales térmicas convencionales

Centrales instaladas en España



Centrales fotovoltaicas


Las centrales fotovoltaicas producen electricidad sin necesidad de turbinas ni generadores, utilizando la propiedad que tienen ciertos materiales de generar una corriente de electrones cuando incide sobre ellos una corriente de fotones.


Funcionamiento

La clave del funcionamiento de las células fotovoltaicas está en la disposición en forma de sandwich de materiales dopados de diferente forma, de manera que unos tengan exceso de electrones y otros, por el contrario, "huecos" con déficit de electrones. Los fotones de la luz solar portan una energía que arranca los electrones sobrantes de una capa y los hace moverse en dirección a los "huecos" de la otra capa.

El resultado es la creación de flujo de electrones excitados, y por lo tanto, un voltaje eléctrico. Este voltaje conseguido es muy pequeño: por ejemplo, una iluminación con una potencia de 1 kW por metro cuadrado genera apenas un voltaje de 0,5 voltios.

La solución consiste en conectar en serie gran número de células: en el ejemplo anterior, conectando 36 células obtendremos una tensión de 18 voltios. C
onectando gran número de células, podremos alcanzar el voltaje que deseemos.

En la práctica, muchas instalaciones fotovoltaicas son pequeñas y se usan para propósitos específicos: por ejemplo, para apoyar el suministro eléctrico de una casa, o para señalizaciones de carretera. Pero también existen algunas grandes instalaciones más o menos experimentales.

Numerosos laboratorios en todo el mundo trabajan para conseguir células capaces de convertir la luz del sol en electricidad con el mayor rendimiento posible. A medida que el rendimiento aumenta y la fabricación de las células se abarata, la electricidad fotovoltaica se hará cada vez más competitiva en comparación con las otras manera
s de producir electricidad.

Esquema del funcionamiento:

En ausencia de luz, el sistema no genera energía.


Cuando la luz solar incide sobre la placa, la célula empieza a funcionar. Los fotones de la luz solar interacionan con los electrones disponibles e incrementan su nivel de energía.

A medida que la luz solar se hace más intensa, el voltaje que se genera entre las dos capas de la célula fotovoltaica aumenta.


Impacto Ambiental
Al ser una energía limpia y renovable, no contamina y no necesita técnicas de corrección.

Centrales instaladas en España

La elevada cifra de potencia fotovoltaica instalada en Andalucía se debe a las numerosas instalaciones de pequeño tamaño realizadas dentro del plan de electrificación rural. Castilla la Mancha refleja la presencia de la única central fotovoltaica de gran tamaño existente en nuestro país (la central de Toledo), con una potencia de 1 MW (1000 veces menos que la gran central térmica). Están en fase, más o menos avanzada, los proyectos de instalaciones de centrales de tamaño similar o mayor.
Potencia instalada en energía fotovoltaica por comunidades autónomas (MW).

Curiosidades
Evolución de la producción de electricidad en centrales eólicas, de biomasa, de residuos urbanos y en instalaciones fotovoltaicas

La producción de electricidad mediante aerogeneradores es con mucho la modalidad de más rápido crecimiento. En diez años ha pasado de ser testimonial a representar la cuarta en importancia, tras la producción térmica convencional, térmica nuclear e hidroeléctrica. Las previsiones del Plan de Fomento de las Energías Renovables apuntan a que se colocará prácticamente a la par con la hidroelectricidad en el año 2012.

También crece, más paulatinamente, la producción eléctrica en centrales de biomasa.

La generación de electricidad en
incineradoras de residuos sólidos también aumenta poco a poco, pero a un ritmo más lento del previsto.

La
producción fotovoltaica crece sostenidamente, pero a un ritmo lento, y su contribución es mínima. No se prevé que sea un porcentaje importante de la producción de electricidad a medio plazo.

Evolución entre 1990 y 2000 de la producción de electricidad por diversas modalidades.

La escala logarítmica sirve para poner de relieve la escasa importancia en términos absolutos de las nuevas energías renovables (eólicas, biomasa, residuos urbanos y fotovoltaica).
No obstante, se ve con claridad que tienen un crecimiento mayor que las "tres grandes" (tér
mica convencional, nuclear y gran hidroeléctrica). La electricidad eólica es la que sube con mayor rapidez.

martes, 17 de febrero de 2009

Centrales hidroeléctricas


La energía procedente del sol eleva grandes masas de agua en forma de vapor, que volverán a caer en forma de lluvia alimentando a los ríos. La enorme cantidad de energía que contiene la masa de agua de un río fluyendo a favor de la gravedad se puede utilizar para producir electricidad, simplemente intercalando una rueda de paletas en la corriente para que mueva el rotor. Este tipo de centrales de derivación de aguas suelen ser de pequeño tamaño.

Las centrales hidroeléctricas comerciales de acumulación de aguas utilizan como "combustible" el agua almacenada en un embalse. Esto les permite escapar, en cierto grado, de la aleatoriedad de la disponibilidad de agua, que a su vez depende de la irregularidad de las lluvias.


La central aprovecha así la energía contenida en la masa de agua retenida en altura dentro de la presa. El agua es canalizada por tuberías especiales que aumentan su velocidad y mueve turbinas diseñadas para extraer la mayor cantidad posible de energía útil del agua fluyente.

¿Cómo funciona una central hidroeléctrica?

La clave del diseño de las centrales hidroeléctricas está en un diseño adecuado de la tubería forzada de agua, que aumentará su velocidad, y en la elección de la turbina más adecuada para que extraiga la mayor cantidad posible de energía del agua en movimiento.

Uno de los modelos más utilizados es la turbina Kaplan, con eje vertical y provista de paletas móviles, que le permiten adaptarse a las condiciones de presión del chorro de agua.

Impacto Ambiental:

Según el Instituto World Watch, la construcción de grandes embalses sumerge tierras cultivables y desplaza a los habitantes de las zonas anegadas (por ejemplo, en la India a más de 16 millones de personas, en China a tres millones y Sri Lanka a un millón), altera el territorio, reduce la biodiversidad, dificulta la emigración de los peces, la navegación fluvial y el transporte de elementos nutritivos aguas abajo, disminuye el caudal de los ríos, modifica el nivel de las capas freáticas, la composición del agua embalsada y el microclima, y conlleva el riesgo de enfermedades en la zona. En Brasil, el brote de dengue fue asociado con las represas del río Paraná.

Asimismo, los responsables de este Instituto matizan que no se trata de una fuente de energía estrictamente renovable, pues los sedimentos, que colmatan y acortan la vida de los embalses, y la evaporación, sobre todo en las regiones cálidas, reducen la generación de electricidad.

Tecnologías Correctoras

Ecologistas en Acción cree que las Confederaciones Hidrográficas deberían enfocar sus esfuerzos en una buena gestión de las mismas y la conservación de los ecosistemas. Además, sus responsables recuerdan la evaluación preliminar de los efectos del cambio climático, realizada por el Ministerio de Medio Ambiente, que predice una pérdida de más del 15% del agua embalsada para cuencas como las del Guadiana, Guadalquivir, Júcar y Segura. Asimismo, sugieren la inversión en tecnologías de costo accesible y descentralizadas, como sistemas de recogida de aguas pluviales, pequeñas bombas de agua o riego por goteo.

Centrales hidroeléctricas en España

Las cerca de 800 centrales hidroeléctricas tienen un rango de tamaño mucho más variado que las centrales térmicas. Las 20 centrales de más de 200 MW representan en conjunto el 50% de la potencia hidroeléctrica total instalada. En el otro extremo, existen centenares de pequeñas instalaciones con potencias menores de 20 MW.

El mapa representa las centrales mayores de 20 MW. Se indica el nombre de las 10 centrales mayores de 300 MW.









martes, 10 de febrero de 2009

Centrales Térmicas y Nucleares


La mayoría de las centrales térmicas queman combustibles fósiles, estos combustibles tienen un poder calorífico muy variable, según el tipo de yacimiento del que son extraídos y la época en que éste se formó.

También hay centrales térmicas nucleares que fisionan núcleos de átomos radiactivos para obtener la energía.

Otras centrales térmicas funcionan quemando biomasa viva, es decir, madera, leñas y residuos agrícolas. Otras pueden funcionar recuperando la energía contenida en materiales de alto poder calorífico presentes en los residuos urbanos, principalmente plásticos, papel y cartón. También es posible emplear el gas metano que produce la descomposición de la materia orgánica en los vertederos, o incluso de las deyecciones (purines) del ganado.

Sea cual sea el combustible utilizado, todas las centrales térmicas, así como las nucleares, comparten el mismo proceso básico basado en un circuito de vapor.

Conversión de energía térmica en energía eléctrica: central térmica clásica (carbón o petróleo) y central térmica nuclear

Las diferencias en el funcionamiento de una central térmica clásica dependen principalmente del tipo de combustible empleado.

En el caso de utilizar carbón, este material se tritura en molinos hasta que queda convertido en un polvo muy fino, lo que facilita su combustión. En las centrales de fuel, el combustible se calienta hasta que alcanza la fluidez óptima para ser inyectado en los quemadores. Las centrales de gas también tienen quemadores especiales para este tipo de combustible.


El generador de calor consiste en una red de millares de tuberías que tapizan las paredes de la cámara de combustión. De esta forma, la superficie de intercambio de calor es tan grande, que el agua se vaporiza a alta temperatura y penetra con gran presión en la turbina. El vapor es cuidadosamente deshumificado, esto es, "limpiado" de las gotas de agua en suspensión que pudiera contener. En caso contrario, las gotas de agua chocarían con las paletas de la turbina con la fuerza de un proyectil, dañándolas.

La turbina se compone de varios cuerpos, unidos al mismo eje. El más próximo a la salida de vapor a presión tiene paletas muy pequeñas, para aprovechar con pleno rendimiento el vapor a máxima presión. El cuerpo de la turbina más alejado tiene paletas más grandes, que le permiten aprovechar la energía del vapor con una presión disminuida.

El eje de la turbina está unido a un generador, que envía la corriente eléctrica a la red a través de un transformador. El vapor a baja presión, incapaz ya de mover las paletas de la turbina, es enviado al condensador, donde se convierte de nuevo en agua líquida.

Esquema de las partes de una central térmica:

Esquema de funcionamiento de una central térmica:
El funcionamiento de las centrales nucleares es muy similar:

La caldera ha sido sustituida por un reactor nuclear. El vapor de agua a presión se produce gracias al calor generado en la fisión de los nucleos atómicos de elementos radiactivos, principalmente uranio:


Esquema de funcionamiento de una central nuclear

Impacto Ambiental

La emisión de residuos a la atmósfera y los propios procesos de combustión que se producen en las centrales térmicas y las centrales nucleares crean los residuos que se generan una vez han liberado su energía que siguen siendo reactivos durante miles de años, para ocultarlos, se entierran bajo tierra o bajo el mar.
Todos los anteriores problemas tienen una incidencia importante sobre el medio ambiente.

Tecnologías Correctoras

Para apaliar la contaminación, se puede:
  • Instalar filtros especiales en las tuberías de las centrales, que atrapan algunos gases contaminantes, incluyendo los óxidos de nitrógeno y de azufre.
  • Emplear carbón con bajo conenido en azufre, para reducir las emisiones de óxidos de dicho elemento.
  • Mantener e incrementar, siempre que se puedea, las grandes masas forestales, que actúan de sumidero del dióxido de carbono.
Sin embargo, la eliminación de los residuos nucleares es un verdadero problema porque no hay forma de desacerse de ellos y pierden su radioactividad muy lentamente, pueden llegar a tardar muchos siglos antes de perder su actividad radioactiva.

Centrales Instaladas en España

Centrales nucleares Españolas


Centrales térmicas convencionales Españolas:


Curiosidades:

Explotó una central nuclear y el resultado fue parecido a una bomba nuclear.