Recursos Energeticos

RECURSOS ENERGÉTICOS

1. CONCEPTOS BÁSICOS

a) Concepto de energía

Energía es la capacidad de realizar trabajo. El paso de un tipo de energía a otra o de una energía a trabajo se realiza con un conjunto de mecanismos y útiles, a dicho conjunto se le llama máquina.

b) Unidades de la energía

*Julio: Trabajo que hay que realizar con una fuerza de 1 Newton para recorrer 1m en la dirección de aplicación de la fuerza. Es la unidad en el Sistema Internacional

*Caloría: Calor necesario para elevar la temperatura de 1 gramo de agua 1ºC a presión atmosférica normal.

1 caloría = 4,18 julios

*Kwh (kilovatio-hora): Es la energía que desarrolla 1 Kw. de potencia durante 1 hora

1 Kwh. = 3600000 julios

c) Energía cinética

Es la energía que posee un cuerpo en virtud de su movimiento

m=masa (kg)

v=velocidad(m/s)

d) Energía potencial

Es la energía que posee un cuerpo en función de su altura respecto de la superficie de la tierra

Ep = m.g.h

m=masa(kg)

g=9,8 m/s2

h=altura(m)

e) Energía eléctrica

Es la energía que proporciona la corriente eléctrica al atravesar un material.

E=V.I.t

V=ddp (voltios)

I=intensidad(A)

t=tiempo(segundos)

f) Energía térmica

Es la energía que posee un cuerpo en función del movimiento de sus moléculas, es decir de lo caliente que está. La energía térmica necesaria para elevar la temperatura de un cuerpo es:

Q=m.Ce.(Tf-To)

m=masa(kg)

Ce=calor específico(j/kgºC)

Tf=temperatura final (ºC)

To=temperatura inicial (ºC)

g) Energía quimica

Es la energía que poseen los cuerpos y que se libera cuando reaccionan químicamente

h) Energía radiante electromagnética

Es la propia de las ondas electromagnéticas ( microondas, rayos X, rayos gamma, ondas de radio, rayos ultravioletas, rayos infrarrojos, etc)

i) Energía nuclear

Es la energía que se obtiene al transformar la masa en energía mediante procesos de fusión o fisión. La energía que se obtiene de la desintegración de la materia se expresa mediante la fórmula

E=m.c2

m=masa(kg)

c=velocidad de la luz(3.108 m/s)

j)Potencia

Es el trabajo desarrollado por unidad de tiempo o la energía generada o usada por unidad de tiempo. Se mide en watios

P=W/t

P=E/t

l) Rendimiento de una máquina

Se define el rendimiento de una máquina como el cociente entre el trabajo desarrollado por la máquina (o la energía de salida ) y la energía de entrada. Se suele expresar en %.

Energía entrada = Trabajo realizado +Pérdidas

2. INTRODUCCIÓN A LOS RECURSOS ENERGÉTICOS

Hasta la revolución industrial en el siglo XIX la energía fue usada en sus formas más básicas, fundamentalmente se reducía al uso del viento, las corrientes de agua, leña y energía de carne y sangre, todos ellos recursos renovables

A partir del invento de la máquina de vapor de Watt se generalizó el uso de los recursos energéticos no renovables, fundamentalmente carbón y petróleo.

3. RESERVAS Y EXISTENCIAS

Se denomina existencias a la cantidad total de un recurso energético en la Tierra. Como el ritmo de extracción es mayor que el de generación en el caso del petróleo, el carbón, el gas natural y el uranio las existencias son cada vez menores.

Se denomina reservas al porcentaje de las existencias susceptibles de explotación con una rentabilidad económica razonables. A medida que la tecnología avanza, las posibilidades de explotación son cada vez mayores hasta el punto de que actualmente las reservas de petróleo son mayores ahora que hace veinte años, por supuesto las existencias son cada vez menores.

4. CLASIFICACIÓN DELOS RECURSOS ENERGÉTICOS

a) Atendiendo a la causa originante

- Energías con origen en la corteza terrestre:

Nuclear

Química

Geotérmica

-Energías con origen en el exterior de la corteza terrestre

Gravitatoria Mareas

Radiante

Directa Almacenada en biomasa

Almacenada en calor

Solar Eólica

Inducida Olas

Corrientes marinas

Hidráulica

Almacenada en combustibles fósiles

b) Atendiendo a su renovabilidad

-Renovables (hidráulica, solar, geotérmica, mareas, olas, biomasa, eólica, etc)

-No renovables (nuclear, combustibles fósiles)

5. ENERGÍA SOLAR

La energía solar puede usarse de dos formas, o bien se convierte en energía térmica la cual se puede luego, si se desea, transformarla en energía eléctrica o se transforma directamente en energía eléctrica

a) Generación solar de energía térmica.

El sistema consta de tres partes fundamentales:

-Colector solar: Absorbe la energía y la transmite a un fluido portador

-Fluido portador: Traslada la energía a un depósito de almacenamiento

-Depósito: Recoge el fluido caliente y almacena por tanto energía térmica

Este sistema se usa para :

-Climatización de edificios

-Destilación de agua marina para potabilización (no es el sistema habitual)

-Enfriamiento en sistemas de aire acondicionado y refrigeración en ciclos de absorción

b)Generación solar de electricidad

b.1. Centrales térmicas solares

Constan de un colector que calienta un fluido hasta evaporarlo. El vapor mueve una turbina conectada a un alternador que generará energía eléctrica.

Existen tres tipos distintos:

-Centrales de torre: Hay miles de espejos planos que concentran la luz< en un punto de la torre donde se calienta el fluido que mueve la turbina.

-Centrales de discos parabólicos: Son unos platos que concentran la luz que y que luego a su vez se concentra sobre la torre

-Centrales de cilindros parabólicos: Concentran la luz sobre un eje bajo el que circula el fluido

b.2. Centrales fotovoltaicas

Son unas células semiconductoras que transforman directamente la energía solar en eléctrica. Son caras y proporcionan poca potencia. Se usan en calculadoras, satélites artificiales, algunas instalaciones domésticas, etc.

6. ENERGÍA EÓLICA

La generación de energía eléctrica a partir del viento se hace mediante molinos. Hay dos tipos fundamentales

a) Molinos de eje horizontal

Se usan para potencias de más de 100 Kw. Constan de dos partes fundamentales:

-Barquilla: En ella se sitúa la hélice, el dispositivo de orientación y el alternador

-Torre: sobre la que va situada la barquilla

b)Molinos de eje vertical

Se usan para bajas potencias, las mas importantes son:

-Aeroturbina Savonius: Son dos semicilindros enfrentados

-Aeroturbina Darrius: Son dos palas de perfil biconvexo

7. ENERGÍA DE LAS OLAS

Existen más de 30 dispositivos distintos para transformar la energía de las olas en electricidad. Hay dos tipos fundamentales de centrales

a) Dispositivos costeros: El mas importante es el convertidor HRS que mediante compuertas transforma el movimiento de las olas en un movimiento constante que se utiliza para hacer girar una turbina

b) Dispositivos flotantes: Actualmente sus rendimientos son extraordinariamente bajos. El más importante es la Boya de Masuda que es un tubo abierto en el que pasan las olas por debajo produciéndose depresiones y sobrepresiones que se usan para mover una turbina

8. ENERGÍA HIDROELÉCTRICA.

Es el uso de los saltos de agua para mover una turbina que se conecta a un alternador para producir electricidad. Las centrales son de dos tipos:

a) Centrales por derivación

Se deriva una tubería desde la parte superior de la pieza hasta un depósito y de ahí a la turbina. Se usa cuando el nivel del agua es más o menos constante

b) Centrales por regulación

Se toma el agua a medio nivel, se usa cuando el nivel de las aguas no es constante, por eso son las más usadas en España.

En las grandes centrales hidroeléctricas se utiliza el sistema de centrales por bombeo. Son centrales en las que cuando hay baja demanda de energía se usa la energía producida para volver a subir el agua y almacenar energía en forma de energía potencial.

9. ENERGÍA GEOTÉRMICA.

Utilizan el calor del interior de la corteza terrestre, el cual viene generado por la desintegración de minerales radiactivos.

Funciona de acuerdo con el siguiente esquema:

En el caso de haber un acuífero en la capa caliente, no es necesaria la inyección de agua fría

10. ENERGÍA

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