Tema 14: ENERGÍA. SUS FORMAS Y FUENTES. SITUACIÓN DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN ESPAÑA. Flashcards
Energía.
Capacidad de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etc. (Capacidad para realizar trabajo).
- En el S.I. la energía se mide en J (Julios).
- Otras unidades son (en realidad de potencia): kWh
Fuentes de energías.
Elaboraciones naturales de las que el ser humano puede extraer energía para realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad.
- La mayor parte de la energía en la Tierra proviene del Sol (salvo la geotérmica y la nuclear).
Clasificación de tipos de energía.
- Energías fósiles
- Energías renovables
Fuentes de energía fósil.
Proceden de la vegetación obtenida hace millones de años (procede de la vegetación producida en eras pasadas que ha sufrido un enterramiento y procesos de transformación por aumento de presión y temperatura). Han sufrido un proceso de transformación hasta la formación de sustancias de gran contenido energético como el carbón, petróleo o el gas natural.
- Energía nuclear de fisión (una vez usada no se puede recuperar).
Energías renovables.
Energía con potencial inagotable. Se caracterizan por usar recursos naturales capaces de renovarse ilimitadamente: Sol, viento, agua.
- Radiación solar, energía eólica, energía geotérmica, energía de las mareas, biomasa (necesita poco tiempo de regeneración).
Uso práctico: Energía primaria y energía final
- Energía primaria: procedentes de fuentes naturales (carbón, petróleo, energía nuclear, energías renovables etc). Es la energía contenida en los combustibles antes de pasar procesos de transformación
- Energía final: la que se usa en los puntos de consumo (electricidad, etc). Requiere de operaciones de transformación y transporte.
Combustibles fósiles.
- Combustibles fósiles (carbón, gas, …) son quemados en centrales térmicas para obtener la energía.
- Al ser quemados generan energía en forma de calor para evaporar el agua. EL vapor de agua acciona una turbina para generar electricidad.
- Nuevas centrales térmicas emplean 2 ciclos termodinámicos para obtener energía de forma más eficiente:
· Ciclo de Brayton (combustión del gas natural en una turbina de gas)
· Ciclo de vapor (convencional, aprovecha el calor residual de los gases para generar vapor y expandirlo en una turbina de vapor.)
Carbón.
- Resultado de un largo proceso geológico: originado en emplazamientos denominados cuencas
- Se produce por la transformación de acumulaciones
de rocas minerales y vegetación en un material pétreo conocido como carbón.
Clasificación del carbón por poder calorífico.
- Bajo poder calorífico: Turba
- Medio poder calorífico (normal): Lignito y Hulla
- Alto poder calorífico: Antracita
Consecuencias del carbón.
- Gran contribución en la revolución industrial (Alemania, USA y UK).
- Muy importante en el transporte hasta el s. XX
Petróleo.
- Uso principal en la automoción y el transporte.
- Productos derivados: gasolina, gasóleos querosenos, etc.
- Se intenta reducir su uso por alternativas que no emitan gases de efecto invernadero.
Gas natural.
- Se encuentra en la naturaleza en yacimientos de subterráneos (terrestres y marinos).
- Formado por metano (CH4) y fracciones de otros hidrocarburos más pesados.
- Extrae a precios competitivos mediante la fractura hidráulica. Este proceso implica inyectar en el subsuelo productos químicos que lo contaminan.
Energía nuclear.
- Usa la capacidad de alguno isótopos de experimentar reacciones nucleares y emitir energía.
- En la fisión un núcleo atómico se divide en dos o más partículas.
- En la fusión al menos dos núcleos atómicos se fusionan y generan energía.
Fisión nuclear.
- Se emplea para la producción de electricidad en centrales nucleares.
- No emite gases de efecto invernadero.
- El inconveniente principal es la generación de residuos radiactivos (mantienen la radiactividad durante miles de años).
Energías renovables.
- La mayoría tienen su origen directa o indirectamente de la radiación solar.
- Directamente de la radiación solar: Energía solar fotovoltaica, energía solar de concentración, energía solar térmica.
- Indirectamente: energía eólica (el viento se produce por el calentamiento no uniforme de la superficie terrestre debido a la radiación solar), energía de las olas, energía de la biomasa.
- Geotermia.
- Importancia del concepto de sostenibilidad.
Energía eólica.
- Se aprovecha para transformarla en electricidad mediante aerogeneradores.
- Aerogenerador eléctrico: convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica.
- Forma competitiva de producir energía, más de 500 GW en todo el mundo.
Tipos de aerogeneradores.
- Eje vertical
- Eje horizontal
Energía solar fotovoltaica
- Se usan células fotovoltaicas que captan la energía solar, transformándola en corriente eléctrica continua mediante el efecto fotoeléctrico.
- La corriente eléctrica generada en los paneles es continua, por lo que se debe transformar a corriente alterna mediante un inversor.
Ventajas energía solar fotovoltaica.
- Cada vez resulta más barata de producir.
- Disponibilidad ilimitada del recurso solar
- Modularidad de los sistemas fotovoltaicos
- Tecnologías comprobadas y fiables
Energía solar termoeléctrica.
- Se basa en la concentración de la energía solar directa mediante espejos, para calentar fluidos que activan ciclos termodinámicos para la producción de energía eléctrica.
Partes de los equipos que usan energía solar termoeléctrica.
- Concentrador óptico
- Receptor solar
- Tecnologías termoeléctricas convencionales basadas en la conversión mecánica del calor.
- Generador eléctrico a partir del movimiento mecánico rotativo.
- Gran auge últimamente de esta tecnología, especialmente en España.
Energía de la biomasa.
- Es una de las formas más antiguas de producción energética conocidas por el hombre.
- Es la principal fuente de energía para usos domésticos en gran parte de la población mundial.
Usos biomasa.
- Térmicos
- Generación de energía eléctrica
- Combustible en el sector del transporte.
- Producción de biocarburantes para el transporte.
Ventajas del uso de biomasa.
- Facilidad de almacenaje.
- Carácter autóctono.
- Respeto por el medioambiente.
- Fuente de energía complementaria a necesidades medioambientales: limpieza de bosques, prevención de la erosión.
Energías renovables en España.
- España cuenta con importantes recursos en energías renovables: importante radiación solar, zonas muy ventosas, importante producción hidroeléctrica e importante producción biomasa con residuos agrícolas, forestales y ganaderos.
Crecimiento en España.
- Crecimiento sostenido de las renovables des de los 90’s, interrumpido temporalmente en la reforma energética del 2012.
- A partir del 2016: instalación de nuevas centrales de energías renovables (principalmente energía solar y eólica).
- En 2016: casi el 16% de toda la producción energética del país provenía de energías renovables.
Generación de energía eléctrica con fuentes renovables en España (2016).
- Generación de energía eléctrica: superior al 38% de la producción eléctrica total de España (el resto viene de combustibles fósiles).
- Eólica: 18% del consumo total
- Hidráulica: 11%
- Biomasa: 3%
- Energía fotovoltaica: 3%
- Energía solar termoeléctrica: cercano al 2%
Objetivos europeos energéticos (2020).
- Renovables: 20% de la energía final bruta.
- 8.5% del sector transporte
UE 2030.
- Alcanzar el 27-35% de energía proveniente de renovables.
- 40% de reducción de emisiones respecto a 1990.
- 27% de incremento de eficiencia energética.
- 10% de interconexiones.
