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ENERGÍAS
ALTERNATIVAS
ARRIAGA CASTRO LUIS
Profesor: ING. VAZQUEZ RETA
UTILIZACIÓN HISTÓRICA DE LA
ENERGÍA
A través de su historia, el ser humano ha ido creciendo en dependencia energética. Hoy en día es inimaginable la vida sin provisión de energía. Iluminación, calefacción, refrigeración, cocción de alimentos, transporte, comunicación, cada pequeña parte de nuestro mundo cotidiano esta ligado a la energía.
UTILIZACIÓN HISTÓRICA DE LA
ENERGÍA La industrialización, desde sus orígenes, dependió
estrechamente de los llamados combustibles fósiles, principalmente el carbón y luego el petróleo. Todavía hoy, aproximadamente el 90% del abastecimiento mundial de energía sigue basándose en esta fuente no renovable.
Pero estos recursos se están agotando: se cree, por ejemplo, que las reservas de petróleo comenzarán a desaparecer en unos cincuenta años. Por otro lado, estas fuentes de energía son fuertemente cuestionadas por su responsabilidad en el llamado calentamiento global y en el deterioro del ambiente.
Fuentes de Energía Convencionales(Las que más se utilizan)
ENERGÍAS ALTERNATIVAS
Día a día, a medida que el costo de la energía
convencional se incrementa y los yacimientos se
agotan, las ENERGÍAS ALTERNATIVAS van
ganando espacio, y se convierten en ventajosa
realidad.
ENERGÍAS ALTERNATIVAS
Cuando hablamos de energías alternativas nos referimos a aquellas que a diferencia de las energías convencionales usan como fuente de generación recursos renovables y poseen una fuente prácticamente inagotable en relación al tiempo de vida del hombre en el planeta.
ENERGÍAS ALTERNATIVAS
El viento, el sol, los cursos de agua, la
descomposición de la materia orgánica, el
movimiento de las olas en la superficie del mar
y océanos, el calor interior de la tierra son
fuentes de energías alternativas.
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
La atracción del
Sol y la Luna que
origina las mareas
y olas puede ser
aprovechada para
generar
electricidad.
ENERGÍA
MAREOMOTRIZAplicaciones
Se han realizado para ello
proyectos que contemplan
la instalación de grandes
compuertas y turbinas en
regiones de mareas muy
vivas y que se situarían en
lugares confinados como
una bahía o similares.
ENERGÍA
MAREOMOTRIZ
Aplicaciones
ENERGÍA
MAREOMOTRIZ
Central de Rance, Francia.
En Francia,en el estuario del río Rance,
se instaló una central eléctrica
mareomotriz, la que funcionó durante
varias décadas, produciendo
electricidad para cubrir las necesidades
de una ciudad como Rennes (el 3% de
las necesidades de Bretaña). El coste
del kwh resultó similar o más barato
que el de una central eléctrica
convencional, sin el coste de emisiones
de gases de efecto invernadero a la
atmósfera ni consumo de combustibles
fósiles ni los riesgos de las centrales
nucleares.
Aplicaciones
Aprovechamiento de
la energía de las olas
en una playa de
Inglaterra.
ENERGÍA
MAREOMOTRIZAplicaciones
ENERGÍA GEOTÉRMICA
¿Cómo funciona una central Geotérmica?
En muchos lugares de la Tierra se producen fenómenos
geotérmicos que pueden ser aprovechados para generar
energía útil para el consumo. Estas fuerzas se desarrollan en el
interior de la corteza terrestre, normalmente a profundidades de
50 km, en una franja llamada sima o sial; algunas de sus
manifestaciones sobre la superficie son los volcanes activos.
Conforme descendemos hacia el interior de la corteza terreste
se produce un aumento gradual de temperatura, estimado en 1
grado cada 37 metros de profundidad. Sin embargo, en
determinadas zonas de nuestro planeta, por ejemplo en algunas
islas volcánicas de Canarias, las altas temperaturas se
encuentran a nivel de la superficie. En estos casos, es cuando
una instalación geotérmica resulta más rentable.
¿Cómo funciona una central Geotérmica?
Para aprovechar la energía geotérmica se recurre a sistemas similares a los empleados en energía solar con turbina, es decir, calentamiento de un líquido que puede tener distintas aplicaciones, pero que habitualmente se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez mueve un generador eléctrico.
Los sistemas geotérmicos producen un rendimiento mayor con respecto a otros sistemas, y además tienen un costo de mantenimiento menor. De hecho, la única pieza móvil de una central geotérmica es el sistema de turbina-generador, y por tanto todo el conjunto tiene una vida útil más larga. Además, la energía utilizada está siempre presente, lo cual apenas implica variaciones, como sucedería en otros sistemas que dependen, por ejemplo, del caudal de un río o del nivel de radiación solar.
El funcionamiento de una central geotérmica es bastante simple: consta de una perforación practicada a gran produndidad sobre la corteza terrestre (unos 5 km), con objeto de obtener una temperatura mínima de 150º C, y en la cual se han introducido dos tubos en circuito cerrado en contacto directo con la fuente de calor.
Ilustraciones sobre cómo funciona
Ilustraciones sobre cómo funciona
Ilustraciones sobre cómo funciona
Ilustraciones sobre cómo funciona
Ilustraciones sobre cómo funciona
Ilustraciones sobre cómo funciona
Ilustraciones sobre cómo funciona
Ilustraciones sobre cómo funciona
Ilustraciones sobre cómo funciona
Ilustraciones sobre cómo funciona
Ventajas e InconvenientesVentajas
Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental
que los originados por el petróleo, carbón...
Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético
Ausencia de ruidos exteriores
Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo,
gas natural y uranio combinados.
No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a
precios nacionales o locales.
El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es
menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de
bosques, ni construcción de tanques de almacenamiento de combustibles.
Ventajas e Inconvenientes
Inconvenientes
En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su
olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se
percibe y es letal.
También la emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero; es
inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por
combustión.
Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico,
amoníaco, etc.
Contaminación térmica.
Deterioro del paisaje.
No se puede transportar (como energía primaria).
No está disponible más que en determinados lugares
Ahorro energético
La energía geotérmica
es capaz de extraer el
calor natural de la
tierra para emplearlo
en el hogar a modo de
calefacción, agua
caliente sanitaria, o
calentamiento de
piscinas.
Permite un máximo
ahorro en el consumo
de calefacción al
utilizar calor natural,
gratuito y al no tener
que emplear la
combustión de
materias primas para
ENERGÍA GEOTÉRMICA
Parte del calor interno de la
Tierra (5.000ºC) llega a la
corteza terrestre. En
algunas zonas del planeta,
cerca de la superficie, las
aguas subterráneas pueden
alcanzar temperaturas de
ebullición, y, por tanto,
servir para accionar
turbinas eléctricas o para
calentar.
ENERGÍA GEOTÉRMICA
Para aprovechar este
fenómeno se inyecta agua
hasta una cierta
profundidad, donde se
calienta y asciende. Con
intercambiador de calor, este
aumento de la temperatura
puede convertirse en energía
eléctrica.
ENERGÍA GEOTÉRMICA
Central geotérmica en Matsukawa, Japón.
Japón está situado en una de
las zonas más volcánicas del
planeta. La generación de
electricidad geotermal se
produce en 18 lugares
diferentes del país, utilizando
el vapor de las fuentes
termales. La foto muestra la
Central de Energía Geotérmica
de Matsukawa, la primera de
este tipo de plantas en Japón y
la cuarta del mundo. Fue
inaugurada en 1966.
APLICACIONES EN EL MUNDO
ENERGÍA GEOTÉRMICA
Calentamiento de invernaderos de frutas y hortalizas
Las fuentes termales se utilizan para calentar invernaderos de diferentes tipos de frutas y hortalizas. En el Balneario de Atagawa, en la Península de Izu, el Atagawa Tropical & Alligator Garden cultiva plantas tropicales como el plátano y la bungavilla. También cuenta con cocodrilos y tortugas elefante.
OTRAS APLICACIONES
ENERGÍA GEOTÉRMICA
Granjas de suppon
La carne de suppon, una especie de tortuga fluvial, es considerada una delicia y tiene un alto valor nutritivo. Las tortugas se crían en los estanques de aguas termales. Debido a la temperatura de las aguas, no hibernan durante el invierno, haciendo posible su maduración en la mitad del tiempo que las normales. Son suficientemente grandes como para venderlas en el mercado a los 2 o 3 años de edad.
OTRAS APLICACIONES
ENERGÍA
UNDIMOTRIZ
¿QUÉ ES?
La energía undimotriz es la energía producida por el
movimiento de las olas.
OLASSon formadas por el arrastre generado por la
fricción entre el viento y la superficie del agua.
Cuanto mas crece la altura de la ola, mayor su
capacidad de extraer energía del viento.
Las partículas de agua se mueven describiendo
círculos, por lo que la ola transporta energía tanto
en la superficie como en capas más profundas.
Una de las propiedades características
de las olas es su capacidad de
desplazarse a grandes distancias
prácticamente sin pérdida de energía,
por ello la energía en cualquier parte del
océano acaba en el borde continental.
De este modo la energía se concentra en
las costas
Cuando la ola llega a aguas de baja profundidad,
el fondo la va frenando de abajo hacia arriba. En
las olas siguientes la distancia entre crestas se
reduce progresivamente, la cima avanza más
rápido que la base, se forma una muralla y
posteriormente rompe sobra la playa.
Energía media de olas kW/m(de frente de ola)
¿CÓMO FUNCIONA?Se pueden aprovechar 3 fenómenos:
1. EMPUJE
WAVE DRAGONEn las costas de Nissum Bredning , Dinamarca,
desde 2004
237 Toneladas.
Brazos 58 m de largo.
Hace uso de tecnología madura (turbinas)
No tiene piezas móviles, obtiene energía al
convertir energía potencial.
Se instala en aguas profundas (+40m) para
aprovechar más la energía de las olas antes de
que se pierda cerca de la zona costera.
Overtopping -> Storage -> Power-take-off
Los brazos concentran las olas.
El oleaje sobrepasa el borde de la estructura.
El agua es almacenada.
Se libera hacia el mar haciéndolas pasar por
turbinas.
2. VARIACIÓN DE LA ALTURA
PELAMIS
Es un conjunto de cilindros semi-sumergidos, unidos
por bisagras.
Diseñado para aguas de 50-70m de profundidad.
Esta hecho para soportar las inclemencias del mar,
con el mínimo de mantenimiento posible, se
sacrifica eficiencia.
Tres unidades independientes de generación de
250 kW c/u.
• 150 m de largo.
• 3.5 m de ancho.
• 700 toneladas.
• Anclada al lecho marino.
• Conectada a la red por un
cable marino.
Las bisagras permiten movimiento horizontal y
vertical.
Con el movimiento de las bisagras entran en
acción las bombas hidráulicas moviendo un fluido
a alta presión dentro de un circuito.
El fluido activa un generador hidráulico de 250 kW.
POWERBUOY
Consiste en una boya exterior que se
mueve verticalmente siguiendo las
ondas de las olas.
Se usa en aguas en profundidades de
alrededor de 14 m.
Todo el dispositivo se fija al fondo
mediante un ancla de 100 toneladas.
La energía obtenida es llevada a
tierra por un cable submarino
Un cilindro hidráulico interior comprime un fluido
que, a su vez, hace girar un generador.
3. VARIACIÓN DE LA PRESIÓN
EFECTO ARQUIMEDES
• Se sitúa entre 40 y 100 m bajo el nivel del
mar, por lo que no está expuesta a
condiciones meteorológicas adversas.
• Está sujeta al lecho marino mediante un
pedestal.
• Su único elemento móvil es una carcasa
superior llena de aire que actúa como
flotador.
• Puede generar hasta 1.2 MW, se dirige a
la superficie por un cable submarino
Al elevarse la ola, la columna de agua aumenta y
con ella la presión. Cuando la ola desciende el
efecto es inverso.
Debido a esta presión, el cilindro flotador
desciende. Cuando la ola baja el aire comprimido
se expande y vuelve a empujar al cilindro hacia
arriba.
Un generador de movimiento vertical produce la
electricidad.
VENTAJAS
No genera gases de efecto invernadero.
Energía limpia, renovable, silenciosa y
poco visible.
Impacto ambiental muy leve.
DESVENTAJAS
Grandes costos de mantenimiento,
reparación e instalación.
Costos se incrementan mientas mas
alejados de la costa estén los equipos.
Producciones bajas comparadas con
otras fuentes.
