3eso - energies - tema 4

7/23/2019 3ESO - Energies - Tema 4

http://slidepdf.com/reader/full/3eso-energies-tema-4 1/42

LES ENERGIES

TEMA 4

3r ESO TECNOLOGIES



1. CONCEPTE D’ENERGIA.

L'energia es defineix com la capacitat deproduir un treball, entenent-se per treball tot procés en el qual una força desplaça o deformaun cos.



2. FONTS DE ENERGIA.La quantitat d'energiadisponible d'una fontd'energia determinada esdenomina recurs energètic.

L'escassetat de recursosenergètics (petroli, carbó ifusta) en algunes fontsd'energia més utilitzades

planteja la necessitat d'usaraltres fonts i investigar lamanera més rendibled'emprar-les.



2.1. Clasificació de les fonts d’energia.

b) Atenent a la necessitat de transformar-les o no per al seu ús.

• Primàries: s'obtenen directament de lanaturalesa.

• Secundàries: són el resultat de la transformacióde les fonts primàries.



2.1. Clasificació de les fonts d’energia.c) Atenent al seu ús en cada país.• Convencionals: es tracta de les energies més usades en els

països industrialitzats, responsables, en gran part, deldesenvolupament tecnològic, i element important de l'economiad'aquests països. És convencional, per exemple, l'energia procedent dels combustibles fòssils.

• No convencionals: són fonts alternatives d'energia que estancomençant el seu desenvolupament tecnològic; per tant, encarano incideixen molt en l'economia dels països. Pertanyen aaquest grup l'energia solar i l'eòlica.



2.1. Clasificació de les fonts d’energia.d) Atenent a l'impacte ambiental.

• Netes o no contaminants: són fonts l'obtenció de les quals produeix un impacte ambiental mínim; a més, no generensubproductes tòxics o contaminants.• Contaminants: es tracta de fonts que produeixen efectesnegatius en el medi ambient, algunes, per la seua forma d'obtenció(mines, construccions, tales); unes altres, en el moment del seu ús(combustible en general). Algunes produeixen subproductesaltament contaminants, com els residus nuclears.



2.1. Clasificació de les fonts d’energia.

Fonts

d’energía

Capacitat de regeneració Necessitat de transformació Impacte actual Impacte ambiental

Renovables No renovables Primàries Secundàries Convencional No

convencional Neta Contaminant

Hidràulica X X X X

Geotèrmica X X X X

Nuclear X X X X

Eòlica X X X X

Solar X X X X

Petroli X X X X

Carbó X X X X

Gas natural X X X X

Biomassa X X X X X

Mareomotriu X X X X



3. L’ENERGIA ELÈCTRICA.

L'energia elèctrica és la transportada pel corrent elèctric. És laforma d'energia més utilitzada en les societatsindustrialitzades. Açò es deu a aquestes dues característiques:• Capacitat per a transformar-se amb facilitat en altres

formes d'energia (lumínica: bombetes; calorífica: estufes).• És possible transportar-la a llargues distàncies amb baixos

costos i rendiment relativament alt (no es perd excessivaenergia).



3. L’ENERGIA ELÈCTRICA. Es denominen centrals de generació les instal·lacions on es transforma l'energia primària o secundària enenergia de consum. Si aquesta energia de consum és elèctrica, la central rep el nom de central elèctrica.

Una central elèctrica utilitza principalment l'energia mecànica que produeix una font d'energia, per exemple, lacaiguda de l'aigua, per a transformar-la, en una màquina denominada generador, en energia elèctrica de consum.

Els generadors estan formats per dues peces:

- El estator: peça fixa composta d'un nucli metàl•lic en l'interior del qual existeixen uns fils de coure.

- El rotor: peça mòbil que gira al voltant d'un eix. Conté uns circuits que, en aplicar-los un corrent elèctric, estransformen en electroimans (barra de ferro dolç imantada artificialment per l'acció d'un corrent elèctric).

Quan, per efecte de l'energia mecànica, el rotor gira, s'indueix un corrent elèctric en el estator cridada forçaelectromotriu. Aquesta proporciona l'energia elèctrica apta per a la seua distribució i consum.



3.1. Generació d’energia elèctrica.

CENTRALS HIDRÀULIQUESAlgunes dels avantatges de l'energia hidroelèctrica són: nocontamina, és barata, quasi no precisa manteniment i permetl'aprofitament de l'aigua per a altres usos.Com a desavantatges presenta les següents: constitueix una barreraarquitectònica per a la fauna i la flora de la zona, pot alterarsensiblement els ecosistemes i fins i tot el microclima, afavoreix lasedimentació i impedeix que parteix dels nutrients continuendistribuint-se al llarg del curs del riu.

3.1.1. Centrals convencionals.




CENTRALS TÈRMIQUESEn aquestes centrals, l'energia mecànica, necessària per amoure les turbines que estan connectades al rotor delgenerador, prové de l'energia tèrmica continguda en el vapor

d'aigua a pressió, resultat de l'escalfament de l'aigua en unagran caldera.





CENTRALS TÈRMIQUESEl seu principal avantatge és la gran quantitat d'energia que es pot obtenir amb elles.

Un dels majors inconvenients que presenten aquestes centrals és que poden afectar almedi ambient. La contaminació que produeixen depèn del tipus de combustible utilitzati de la seua qualitat. Les que més contaminen són les de carbó: emeten gasos i partícules

sòlides procedents de la combustió a més del dany que generen els processosd'emmagatzematge, extracció i eliminació de residus.





CENTRALS NUCLEARSUna central nuclear té quatre parts:

1) El reactor en el qual es produeix la fissió dels nuclis atòmics del combustible nuclear, generalmenturani enriquit (isòtop d'urani 235 i 238), allibera la calor necessària per a calfar l'aigua.

2) El generador de vapor en el qual la calor produïda per la fissió s'usa per a fer bullir aigua

3) El conjunt turbina- generador que produeix electricitat amb l'energia continguda en el vapor

4) El condensador en el qual es refreda el vapor, convertint-ho en aigua líquida.





CENTRALS GEOTÈRMIQUESUna central geotèrmica no és gens més que una central tèrmica en la qual la calderaha sigut reemplaçada pel reservori geotèrmic i en la qual l'energia és subministrada

per la calor de la Terra, en comptes del petroli o un altre combustible.L'energia geotèrmica pot ser aprofitada de dues formes: directa, per exemple, aigua

calenta i calefacció, reg i ús industrial i instal·lacions d'oci i salut, com a balnearis,aigües termals, etc.; i indirecta, aprofitant el vapor d'aigua i la calor per a produirenergia elèctrica.

3.1.2. Centrals no convencionals.




CENTRALS GEOTÈRMIQUESEl vapor d'aigua a altes temperatures (fins a 600º C) es canalitza des de l'interior dela Terra fins a la central permetent l'evaporació de l'aigua present en les nombrosescanonades que es troben al voltant de la caldera. El vapor d'aigua adquireix molta

pressió, per la qual cosa s'utilitza per a moure una turbina connectada al generador.En girar la turbina es produeix l'electricitat, que viatja del generador fins alstransformadors, que eleven la tensió per a transportar aquesta energia per la xarxaelèctrica fins als centres de consum.


Poques vegades és rendiblel'explotació d'aquest tipus d'energiaa causa de l'elevat preu del

sondeig, la distància de transport,la temperatura aconseguida, la

possibilitat d'enfonsaments, etc.Podem dir que l'explotació d'aquesttipus d'energia es troba en procés

de recerca.




CENTRALS EÒLIQUESEl vent mou les pales de l'hèlix, que transmet el moviment, a través d'un eix, fins a una caixad'engranatges. Allí, la velocitat de gir de l'eix es regula per a garantir la major produccióenergètica, ja que des de la caixa d'engranatges el moviment es transmet fins al generador, el qual

produeix electricitat. L'electricitat viatja des del generador fins als transformadors, on augmenta latensió per a poder es transportada l'energia elèctrica fins als llocs de consum.





CENTRALES SOLARESEls avantatges d'aquestes centrals són que no contaminen i quenecessiten un manteniment mínim. No obstant açò, té com ainconvenients que ocupen una gran superfície, que no és fàcil

eliminar les deixalles de les cèl·lules fotovoltaiques, l'impacte visualque produeixen i la inconstància en la producció d'energia.





ENERGIA OCEÀNICAL'energia oceànica és aquella que ens proporcionen els mars i oceans. Dels oceans es pot obtenirenergia per diversos procediments:a) Marees.Les marees poden tenir variacions de diversos metres entre la baixamar i la plenamar. La majordiferència es dóna en la Badia de Fundy (Nova Escòcia) en la qual la diferència arriba a ser de 16metres. Per a aprofitar les marees es construeixen preses que tanquen una badia i retenen l'aigua a

un costat o un altre, deixant-la eixir en les hores intermareals.Mai podrà ser una important font d'energia a nivell general perquè poques localitats reuneixen elsrequisits per a construir un sistema d'aquest tipus. D'altra banda la construcció de la presa és cara ialterar el ritme de les marees pot suposar impactes ambientals negatius en alguns dels més rics iimportants ecosistemes com són els estuaris i les marismes.





ENERGIA OCEÀNICA b) Ones.

S'han desenvolupat diverses tecnologies experimentals per a convertirl'energia de les ones en electricitat, encara que encara no s'ha

aconseguit un sistema que siga econòmicament rendible.





ENERGIA DE LA BIOMASSA La biomassa és el conjunt de matèria orgànica d'origen vegetal o animal. Inclou, entreuns altres, llenya, arbustos, residus forestals i agrícoles, restes de poda i subproductesd'indústries de transformació de la fusta. La biomassa té un gran potencial energètic,

ja que representa l'acumulador de l'energia del Sol.La central de biomassa crema aquest tipus de combustible per a produir vapord'aigua, el qual mou una turbina que, connectada a un generador, produeixelectricitat.





ENERGIA DE LA BIOMASSA Avantatges:- Elimina residus orgànics i inorgànics que al temps se'ls dóna una utilitat.- És una font d'energia renovable que les seues taxes de contaminació són molt baixes.Inconvenients:- La incineració pot resultar molt perillosa perquè produeix substàncies perilloses per al mediambient, i per açò s'han d'utilitzar els filtres i realitzar la combustió.- Les temperatures són majors als 900ºC, no és molt saludable ja que produeix una dioxinacancerígena.




4. TRANSPORT I DISTRIBUCIÓ DEL’ENERGIA ELÈCTRICA.

Els llocs on se situen les centrals elèctriques solen estar, en molts casos,lluny dels punts de consum final. Unes vegades, per raons de seguretat(com ocorre amb les centrals nuclears), unes altres, per necessitats d'espai(centrals solars); i unes altres, per motius físics i orogràfics (centralshidràuliques, parcs eòlics i centrals mareomotrius).

L'energia elèctrica no es pot emmagatzemar; per tant, cal transportar-lades d'on es produeix (central hidroelèctrica, eòlica, etc.) fins a on esconsumeix (indústries i nuclis urbans).




El transport de l'energia elèctrica implica 4 processos:• Elevació del voltatge: a causa de les grans distàncies quel'electricitat ha de recórrer, i a fi de que no existisquen pèrduesd'energia significatives (per calor), el voltatge d'eixida de la central

s'eleva mitjançant transformadors a uns valors molt alts que podenvariar entre 200.000 i 400.000 volts.




• Disseny i construcció de la ruta de cables d'alta tensió: permitjà de torres que sostenen els cables.




• Reducció del voltatge: s'instal·len subestacions de transformació entrela línia d'alta tensió i el consumidor final. Aquestes, mitjançanttransformadors, redueixen el voltatge uns 5.000 V.

3eso - energies - tema 4

Documents