Energías renovables y no renovables

Biomasa. Solar. Tipos. Fotovoltaica. Termoeléctrica. Térmica de baja temperatura. Eólica. Hidráulica. Geotérmica. Maremotriz. Combustibles fósiles. Petróleo. Gas natural. Combustibles nucleares

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  1. ¿QUÉ SIGNIFICA? ¿CUÁLES SON?

· Renovables: son energías que se renuevan continuamente, se consideran inagotables y no contaminan. Son: la biomasa, la energía solar, eólica, hidráulica, geotérmica y mareomotriz.

· No renovables: se encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada y una vez consumidas no se pueden sustituir. Bien porque no existe ningún sistema de producción o extracción viable o porque tardan muchísimo tiempo en volver a formarse. Contaminan y se clasifican en: combustibles fósiles, que son el carbón, el petróleo y el gas natural y los combustibles nucleares, uranio y plutonio.

  1. LA BIOMASA

Abreviatura de masa biológica, cantidad de materia viva producida en un área determinada de la superficie terrestre, o por organismos de un tipo específico. (combustible energético; se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos.)

ENERGIA DE LA BIOMASA

Las plantas usan el sol para crecer. La materia orgánica de la planta se llama biomasa y almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La biomasa es parte del ciclo natural del carbono entre la tierra y el aire.

Existen muchas fuentes de energía clasificables bajo el concepto de biomasa, así como diversas técnicas para su conversión en energía limpia. Evidentemente, son estas formas modernas de aprovechamiento las que pueden ser utilizadas para la obtención de energía limpia, nada que ver con las formas tradicionales (leña, excrementos, etc.), en muchos casos insostenibles, que todavía se emplean ampliamente en países empobrecidos, y que aún constituyen más del 10% del consumo mundial de energía primaria.

Biomasa puede ser:
·Residuos agrícolas: paja, orujos...
·Residuos forestales: ramas finas...
·Restos de madera de las industrias forestales: astillas, serrín...
·Cultivos energéticos: cardo
·Residuos ganaderos: purines y otros excrementos del ganado.

  1. ENERGÍA SOLAR

Éste tipo de energía tiene un gran potencial debido a que es obtenida del sol, y se transforma en energía eléctrica por medio de paneles solares, las más conocida es la obtenida por medio de células fotovoltaicas.
Debido a los materiales y la elaboración de las células fotovoltaicas, los precios de éstas son muy elevados por lo tanto la energía solar no ha logrado desarrollarse plenamente. Algunos ejemplos de uso de esta energía son:

·Los satélites espaciales utilizan estas células fotovoltaicas para poder funcionar.

·Las calculadoras que utilizan la energía solar tienen pequeñas células fotovoltaicas para poder funcionar.

Es una de las energías renovables de las que mayores beneficios se puede obtener.
Ya que además de generar energía, es el origen de otras renovables. Por ejemplo: cuando se calienta el agua y la tierra provoca diferencias en la presión que originan al viento, y del viento se obtiene la energía eólica. También el sol tiene relación con la energía hidráulica, porque ayuda al ciclo del agua haciendo que se evapore el agua y ésto origina la lluvia. Y también tiene el papel principal de darle energía solar a las plantas para que éstas hagan la fotosíntesis y la conviertan en la energía química.

Hay 3 tipos de energía solar:

· FOTOVOLTAICA: La energía del sol se transforma directamente en electricidad mediante células fotovoltaicas, aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores. El material base para la fabricación de la mayoría de las células fotovoltaicas es el silicio, que se obtiene a partir de la arena.

INSTALACION FOTOVOTAICA:

BATERIA

CUADRO ELECTRICO

CONVERTIDOR ELECTRICO

PANEL SOLAR



SISTEMA DE CONTROL



· TERMOELÉCTRICA: Los campos solares de las centrales solares termoeléctricas concentran la radiación solar directa por diversos procedimientos (utilizando para ello espejos concentradores), y mediante distintas tecnologías proporcionan calor a media o alta temperatura. Ese calor se utiliza para generar electricidad, del mismo modo que en una central térmica pero sin emitir CO₂ o residuos radioactivos. El calor solar recogido durante el día se puede almacenar, de forma que durante la noche o cuando está nublado se puede igualmente estar generando electricidad.

· TÉRMICA DE BAJA TEMPERATURA: El sol también se utiliza parar calentar agua que circula por unos conductos especialmente diseñados para optimizar el calor del sol. Se consigue agua caliente que puede ser utilizada tanto para el Agua Caliente Sanitaria de una casa o instalación como para la calefacción.

4.ENERGÍA EÓLICA

Es la que se obtiene de convertir la energía cinética del viento en electricidad, por medio de aerogeneradores (molinos de viento modernos), se agrupan en parques eólicos. Es la energía renovable que más rápido está creciendo, formando parte destacable del sistema eléctrico.

También existen parques eólicos marinos, que tienen el mismo fundamento tecnológico que los terrestres, pero los aerogeneradores suelen ser de mayor tamaño por estar ubicados en el mar.

Algunos inconvenientes de esta energía es que los parques ecológicos producen ruido afectando al ambiente, la mayoría de estos parques son colocados en lugares donde las aves migratorias tienen su ruta y éstas pueden sufrir un accidente al golpearse con las aspas de los aerogeneradores.
Además los aerogeneradores necesitan de un viento constante, no muy fuerte.

Parque eólico marino. Parque eólico terrestre.

  1. ENERGÍA HIDRÁULICA

La energía hidráulicase basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. La energía potencial, durante la caída, se convierte en cinética. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que finalmente, se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores.

Una central hidroeléctricaes aquella que utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica.

Es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua, y una vez utilizada, es devuelta río abajo. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales y el bajo mantenimiento que precisan una vez estén en funcionamiento centran la atención en esta fuente de energía.

  1. ENERGÍA GEOTÉRMICA

La energía geotérmica proviene del interior del planeta. Esta fuente de energía se puede utilizar tanto para suministrar calor como para generar electricidad. Normalmente, estas tecnologías disponibles se dividen en tres categorías: y  las bombas de calor geotérmicas.

· LAS CENTRALES GEOTÉRMICAS: generan electricidad a partir de la perforación de pozos, de un kilómetro o más de profundidad, para explotar depósitos subterráneos geotérmicos, de vapor de agua y agua muy caliente.

· LAS APLICACIONES DE USO DIRECTO: son las que la utilizan como calefacción ambiente o  para la producción de agua caliente para usos industriales, agrícolas o residenciales.

· LAS BOMBAS DE CALOR GEOTÉRMICAS: utilizan la energía de suelos poco profundos para calentar y refrigerar edificios. Una bomba de calor de estas características consiste en unos tubos sepultados en el terreno, un intercambiador de calor y un sistema de  conductos en el interior del edificio.

Central geotérmica.

  1. ENERGÍA MAREOMOTRIZ

La energía mareomotriz se debe a las fuerzas de atracción gravitatoria entre la Luna, la Tierra y el Sol. 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. 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.

·CENTRAL MAREOMOTIZ: La energía de las mareas se transforma en electricidad en las denominadas centrales mareomotrices, que funcionan como un embalse tradicional de río.

Cuando la marea sube, las compuertas del dique se abren y el agua ingresa en el embalse. Al llegar el nivel del agua del embalse a su punto máximo se cierran las compuertas. Durante la bajamar el nivel del mar desciende por debajo del nivel del embalse. Cuando la diferencia entre el nivel del embalse y del mar alcanza su máxima amplitud, se abren las compuertas dejando pasar el agua por las turbinas.

El lugar ideal para instalar un central maremotriz es un estuario, una bahía o una ría donde el agua de mar penetre.

La construcción de una central maremotriz es sólo posible en lugares con una diferencia de al menos 5 metros entre la marea alta y la baja.

  1. COMBUSTIBLES FÓSILES

Los combustibles fósiles son el petróleo, el carbón y el gas natural, formados de plantas que vivieron en épocas muy remotas. La provisión de recursos de combustibles fósiles es limitada y no puede recircularse. Tarde o temprano, el mundo se quedará sin combustibles fósiles.

· PETRÓLEO: provee el 38 por ciento de la energía mundial total. Tiene más energía por gramo que ningún otro combustible fósil. Es también, una fuente importante de sustancias químicas para la industria de los plásticos. Los estimados de las reservas globales de petróleo han cambiado muy poco en épocas recientes. Probablemente, ya se ha descubierto todo el petróleo fácil de obtener. Muchos pozos están produciendo menos petróleo cada año. Ya que no es probable que los geólogos encuentren nuevas reservas grandes de petróleo, en el futuro habrá que usar otras fuentes de energía.

Formación: El petróleo se forma bajo la superficie terrestre por la descomposición de organismos marinos. Los restos de animales minúsculos que viven en el mar —y, en menor medida, los de organismos terrestres arrastrados al mar por los ríos o los de plantas que crecen en los fondos marinos— se mezclan con las finas arenas y limos que caen al fondo en las cuencas marinas tranquilas. Estos depósitos, ricos en materiales orgánicos, se convierten en rocas generadoras de crudo. El proceso comenzó hace muchos millones de años, cuando surgieron los organismos vivos en grandes cantidades, y continúa hasta el presente. Los sedimentos se van haciendo más espesos y se hunden en el suelo marino bajo su propio peso. A medida que van acumulándose depósitos adicionales, la presión sobre los situados más abajo se multiplica por varios miles, y la temperatura aumenta en varios cientos de grados. El cieno y la arena se endurecen y se convierten en esquistos y arenisca; los carbonatos precipitados y los restos de caparazones se convierten en caliza, y los tejidos blandos de los organismos muertos se transforman en petróleo y gas natural.

· CARBÓN: Se trata de un combustible sólido de origen vegetal. En eras geológicas remotas, y sobre todo en el periodo carbonífero (que comenzó hace 345 millones de años y duró unos 65 millones), grandes extensiones del planeta estaban cubiertas por una vegetación abundantísima que crecía en pantanos. Muchas de estas plantas eran tipos de helechos, algunos de ellos tan grandes como árboles. Al morir las plantas, quedaban sumergidas por el agua y se descomponían poco a poco. A medida que se producía esa descomposición, la materia vegetal perdía átomos de oxígeno e hidrógeno, con lo que quedaba un depósito con un elevado porcentaje de carbono. Así se formaron las turberas. Con el paso del tiempo, la arena y lodo del agua fueron acumulándose sobre algunas de estas turberas. La presión de las capas superiores, así como los movimientos de la corteza terrestre y, en ocasiones, el calor volcánico, comprimieron y endurecieron los depósitos hasta formar carbón.

· GAS NATURAL: Los yacimientos de petróleo casi siempre llevan asociados una cierta cantidad de gas natural, que sale a la superficie junto con él cuando se perfora un pozo. Sin embargo, hay pozos que proporcionan solamente gas natural.

Éste contiene elementos orgánicos importantes como materias primas para la industria petrolera y química. Antes de emplear el gas natural como combustible se extraen los hidrocarburos más pesados, como el butano y el propano. El gas que queda, el llamado gas seco, se distribuye a usuarios domésticos e industriales como combustible. Este gas, libre de butano y propano, también se encuentra en la naturaleza. Está compuesto por los hidrocarburos más ligeros, metano y etano, y también se emplea para fabricar plásticos, fármacos y tintes.

Las tres cosas más importantes sobre el gas natural son: quema en forma limpia, libera energía y se puede transportar en forma fácil y segura a través de barcos y por tuberías subterráneas. Por estás razones pronto se utilizó como combustible en todas partes del mundo.

  1. COMBUSTIBLES NUCLEARES

· FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL NUCLEAR: Los materiales radiactivos se caracterizan por la inestabilidad se sus átomos. Sus núcleos se rompen (fisión) liberando mucha energía.
Esta fisión puede realizarse de forma rápida, en una explosión nuclear, o de forma lenta y controlada.
En un reactor nuclear, se mantiene un combustible radiactivo fisionándose continuamente. Esto produce mucho calor. El combustible se refrigera con agua. Con esta energía se produce vapor de agua, y una turbina produce electricidad con este vapor.

Las centrales nucleares están diseñadas de forma que no es posible que exploten, como lo hace una bomba, puesto que no hay suficiente combustible nuclear como para superar una masa crítica determinada. Pero si se produce un fallo total y el reactor queda sin refrigeración, las altas temperaturas que pueden alcanzarse derretirían el reactor.