BENEFICIOS DE LAS ENERGAS RENOVABLES

DedicatoriaEste trabajo de investigacin es dedicado al conocimiento que es para muchos una cualidad arraigada que nos acompaa a lo largo de nuestras vidas. Vivimos en mundo saturado de distracciones que nos seducen y olvidamos esta cualidad, es decir, a la sensacin de investigar como un deseo gregario que se pierde en un mundo consumista y superficial.

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NDICECAPTULO I - LA GEOTERMIA41.1 Estacin y Aplicaciones:61.2 Tecnologas:71.2.1 Bombas de calor convencionales:81.3 Mecanismo de generacin de energa:91.4 Ventajas y desventajas:101.4.1 Ventajas:101.4.2 Desventajas:10CAPTULO II - LA ENERGA ELICA122. Concepto:122.1 Antecedentes:122.2 Principal aplicacin:132.3 El aerogenerador:142.4 Partes de un aerogenerador:152.5 Proceso de funcionamiento:192.6 Turbinas elicas de eje vertical: Una innovacin tecnolgica en este campo energtico:212.7 Ventajas y desventajas de la energa elica:232.7.1 Ventajas:232.7.2 Desventajas:24CAPITULO III - ENERGA MAREOMOTRIZ263.1 Aprovechamiento:28a) Molino de mareas de senra (Ortigueira)293.2 Ventajas:313.3 Desventajas:31CAPITULO IV - LA BIOMASA324.1 Proceso de obtencin:324.1.1 Transformacin en energa:324.2 Ventajas y desventajas:344.2.1 Ventajas:344.2.2 Desventajas:354.3 Tecnologas para la biomasa:354.3.1 Central de biomasa:35CAPTULO V - ENERGA SOLAR375.1Proceso trmico:385.2Funcionamiento:385.3Proceso fotovoltaico:38

Introduccin:Habitamos un mundo basado en un desarrollo industrial para la produccin de bienes y servicios que le permiten su sostenimiento. Es la orientacin consumista derrochadora en que se basa los conceptos adecuados al modelo social industrial y postindustrial en el que vivimos. Pero sin energa no podramos vivir en 1998 en el congreso the carbn Budget, information sheets distribuido en la COP 4, Buenos Aires, se plantearon muchas problemticas que influye el crecimiento demogrfico reconocido por esos entonces. El fin de la conferencia no era tener una conducta alarmista y extremista sino ms bien tener recaudo de los actos y polticas externas de los gobiernos a futuro. Mu chas de las predicciones estadsticas planteadas son en estos momentos una realidad, el desorden climtico actual, provocado por un excesivo dao al planeta, contraen consecuencias que daan a la calidad de vida y cuantiosas prdidas econmicas a la industria. Estos congresos y otros sucesos medioambientales fueron el inicio de una bsqueda de combustibles alternativos. El efecto combinado de la crisis energtica y de la toma de conciencia ha favorecido la investigacin y el desarrollo de fuentes energticas alternativas, las cuales pueden ser englobadas en la nocin de energa limpia.

CAPTULO ILA GEOTERMIA

1. Concepto:Nuestro planeta no es un cuerpo inerte y glido vagando en el espacio y perdido, arrastrado por las fuerzas gravitacionales del sol. Es un planeta dinmico con mltiples fuentes energticas, y el calor es una de esos recursos.

En momentos en que nos encontramos con un aumento demogrfico, en las estadsticas planteadas las cifras de combustible fsil estn por arriba de los estndares normales, y las limitadas cantidades que se tiene en las reservas de barriles de petrleo alarman a la poblacin, pocos se dan cuenta que, una fuente energtica que solucionara de manera parcial muchos campos de la demanda energtica, est muy bajo nuestros zapatos: el calor de la tierra.

Geotermia es una palabra de origen griego, deriva de geos que quiere decir tierra y de thermos que significa calor: el calor de la tierra. Es la energa que se transmite desde las capas ms internas de la corteza terrestre hasta las capas ms externas de la corteza. A medida que se profundiza al interior de la corteza el calor va incrementando a un ritmo de 2.5 a 30C por cada 100 metros, en mayor parte del planeta. Esta energa se manifiesta en muchos lugares del planeta en forma de geiseres, fumarolas, fuentes termales y volcanes.

Figura 1. Podemos ver los distintos de yacimiento geotrmicos en que se manifiestan en distintas partes del planeta

Las grandes diferencias de temperatura entre la superficie de la Tierra y las existentes en su interior originan un flujo continuo de calor hacia la superficie, estimndose que la energa que llega cada segundo a la superficie terrestre, en forma de calor, por conduccin, conveccin y radiacin, es de 42 x 1012 J. De ese total, 8 x 1012 J provienen de la corteza, la cual representa slo el 2% del volumen total del planeta, 32,3 x 1012 J provienen del manto, el cual representa el 2% del volumen total, y 1,7 x 1012J provienen del ncleo, que representa un 16% en volumen y no contiene istopos radiactivos.

El objetivo de la geotermia es el aprovechamiento de la energa calorfica del interior de la tierra en unas condiciones econmicas que hagan de este fenmeno natura un recurso factible. Para ello se explota los yacimientos geotrmicos que son los espacios de la cortes terrestre en los que se localizan los materiales permeables que retienen el agua y le transmiten su calor dicho calor que es un tipo de energa es canalizado para producir energa elctrica si el yacimiento lo permite

1.1 Estacin y Aplicaciones:Los yacimientos geotrmicos se explotan en los espacios de la corteza terrestre donde localizamos materiales permeables que retiene el agua y le transmiten su calor segn la temperatura que pueda aportar el yacimiento se puede aprovechar una determina cantidad de energa calorfica que servir para un determinado sector de la demanda energtica se clasificaran tres tipos de yacimientos: alta temperatura (ms de 1500C), media temperatura (entre 90 y 1500C), baja temperatura (entre 30 y 900C) y Muy baja temperatura: menos de 30C. Los denominados de alta temperatura que se localiza en masas de agua suficiente mente selladas son yacimientos sometidos a gran presin y con temperaturas mayores a 150 grados centgrados que se aprovecha el vapor de agua logrando que produzca energa constante, fiable y econmicamente rentable.

Yacimientos de media temperatura: En otros casos el agua est sometida a menor presin y con una temperatura que vara entre 90 y 1500C su aplicacin sirve tambin para la obtencin de energa elctrica pero necesita un fluido intermedio

Yacimientos de baja temperatura: Existen yacimientos en los que el agua se encuentra por debajo de los 1000C destinado exclusivamente a usos trmicos estos yacimientos son los ms frecuentes en la corteza terrestre

Yacimientos de muy baja temperatura: Casi la totalidad de la corteza terrestre constituye un extenso yacimiento de recursos geotrmicos de muy baja temperatura. Debido a que el subsuelo es capaz de almacenar el calor que transmite el sol y mantenerlo con una temperatura constante a partir de 10 metros de profundidad, pudindose utilizar esta caracterstica para la calefaccin de edificios mediante bombas de calor geotrmicas.

Cuando la temperatura del yacimiento no es suficiente para producir energa elctrica se usa el calor tanto industrialmente como en desarrollos residenciales o de servicios para, entre otros usos climatizar y obtener agua caliente.

En el sector industrial la energa geotrmica se utiliza en grandes instalaciones que requieren un alto consumo de energa como las de produccin de papel industrias textiles y alimenticias siendo en mayor medida en la utilizacin de invernaderos.

En el sector de residencial y de servicios la energa geotrmica permite reducir el incrementado consumo de gas natural y butano, procedente del combustible fsil y no renovable de una forma limpia, adecuada y sencilla, adecuada a cualquier tipo de calefaccin actual

Figura 2. Segn sea la profundidad en que se encuentre los yacimientos geotrmicos se podr determinar un determinado uso.

1.2 Tecnologas:En primera instancia para la obtencin de este recurso se necesita tener un mecanismo para localizacin de los yacimientos para ello es necesario usar complejas tecnologas adaptadas de las ya utilizadas en la obtencin de yacimientos de hidrocarburos y de aguas subterrneas se utilizan tcnicas geolgicas para poder localizar el foco de calor y su cobertura, tcnicas geoqumicas para confirmar la existencias de fluidos y su composicin y tcnicas geo fsicas para delimitar el tamao del yacimiento y definir sus caractersticas, al juntar los datos y darle una adecuada interpretacin permitirn valorar la fertilidad econmica del yacimiento y su posible utilizacin como energa renovable

1.2.1 Bombas de calor convencionales:Las leyes que describen el comportamiento los gases enunciada por Boyle, Mariotte, Charles y Gay-Lussac, que reflejaron de un principio muy antiguo y que puede enunciarse as: Un gas se calienta cuando se comprime y se enfra cuando se expande. Este sencillo enunciado, casi evidente, es el origen de una de las mquinas con ms difusin en la sociedad no slo industrial, sino entre la mayor parte de la poblacin.

En efecto, los clsicos frigorficos, tanto domsticos como industriales, utilizan este principio. Los denominados comnmente refrigerador o nevera son armarios o cajones aislados trmicamente para que el calor no penetre dentro de dicho armario. Cuando en l se introduce algn alimento, ste lleva consigo unas caloras desde el exterior.

Dentro del refrigerador se dispone de un panel de captacin, que contiene en su interior un circuito hidrulico, por el que circula un lquido refrigerante o un gas licuado; este lquido tiende a evaporarse captando o robando rpidamente el calor introducido junto con el alimento. Una vez captado el calor en el lquido o gas, ste pasa a un compresor que lo comprime, consiguiendo as que aumente de temperatura.

Aumentada su temperatura en la compresin, se traspasa por circulacin al panel o circuito exterior (parte trasera de los refrigeradores).

El calor que transporta el lquido invadir la ausencia de ste en el ambiente exterior, disipndolo fuera del refrigerador.

1.3 Mecanismo de generacin de energa:Los recursos geotrmicos de, alta temperatura, obtenidos son aprovechados primordialmente para la produccin de electricidad, las caractersticas y naturaleza del fluido que dan lugar al yacimiento, condicionan la tecnologa utilizada para su explotacin y el tipo de central geotrmica que se requiere.

Las centrales geotrmicas convencionales utilizan el fluido geotrmico que se encuentra en el yacimiento ya sea vapor o mezclas que tratado adecuada mente es conducido a una turbina para generar electricidad. En los casos en que el calor del fluido no es el adecuado, se usan plantas en el que el fluido geotermal intercambia el calor con un fluido secundario con mejor comportamiento termodinmico

Figura 4. Se tiene un yacimiento convencional donde las fuentes geotermales estn accesibles al uso del hombre. Figura 3. Estas plantas donde la intervencin del hombre se hace presente se denominan plantas facilitadas.

Existen zonas geolgicas formadas por rocas impermeables a altas temperaturas pero sin fluido intermedio este calor cercano a la superficie terrestre es aprovechando fracturando la roca caliente e inyectando un fluido que vuelve a la superficie con una temperatura elevada, para luego esta se utilizara en la produccin de electricidad en una central. A este tipo de yacimientos se les conoce como de roca caliente seca o estimulado puesto que en este tipo de yacimientos se precisa la intervencin del hombre en el yacimiento

Figura 5. Planta de rocoseca o estimulado

1.4 Ventajas y desventajas:

1.4.1 Ventajas:Una de las principales ventajas de esta fuente de energa es que est presente en todas partes del mundo, a diferencia del petrleo por ejemplo. Otro de los aspectos positivos es que genera bajos niveles de contaminacin, sobre todo en relacin a los combustibles fsiles. Si bien la energa geotrmica no es infinita, se calcula que existe unas 50.000 veces ms de esta energa, que de gas natural o petrleo. Los costos de produccin de esta fuente de energa son sensiblemente menores al costo que implican las plantas de carbn o plantas nucleares. En muchos pases, utilizar la energa geotrmica, evitara la dependencia de otros pases.

1.4.2 Desventajas:Una de las principales desventajas, sobre todo en el caso de los giseres que se encuentran a cielo abierto, es que estos pueden desprender ciertas cantidades de emisiones contaminantes como el sulfuro de hidrgeno, arsnico y otros minerales. Esto no ocurre en el sistema binario, ya que todo lo que se extrajo de la Tierra, vuelve a ella.La contaminacin tambin se puede producir a travs del agua, por slidos que se disuelven en ella y finalmente escurre conteniendo metales pesados como el mercurio.

Como dijimos anteriormente, la contaminacin de esta fuente de energa es baja, sin embargo el costo medioambiental puede ser elevado sin en las zonas donde se encuentran los puntos calientes se destruyen bosques u otros ecosistemas para instalar las plantas de energa.

Otra de las desventajas es que, si bien es mucho ms abundante que el petrleo u otros combustibles, los puntos calientes que justifiquen una inversin en plantas energticas no son muchos y si no son bien administrados pueden agotarse en poco tiempo.

Finalmente, otra de las desventajas, es que hasta el momento, no se han desarrollado sistemas para poder transportar la energa producida por este medio.

CAPTULO IILA ENERGA ELICA2. Concepto: Es una energa renovable y limpia (no genera residuos contaminantes), la cual consiste en aprovechar de la energa cintica de las grandes masas de aire, es decir, de la fuerza de los vientos. En este aspecto es importante considerar factores tcnicos y geogrficos que permitan su ptimo funcionamiento con la finalidad de transformarla en energa til para las actividades humana.

Figura 2.1 El viento es un fenmeno natural que genera una gran cantidad de energa cintica.

2.1 Antecedentes:El uso de esta energa proveniente del viento no es algo reciente para el hombre, es tan antigua como la energa trmica que veremos ms adelante. En la antigedad las embarcaciones con velas eran impulsadas por la fuerza del viento logrndose varias expediciones; tambin podemos citar a los molinos de viento que con un sistema mecnico impulsado por sus aspas giratorias mola los granos de trigo; y por ltimo las torres de bombeo mecnico de agua. Todas estas tecnologas citadas an siguen vigentes, ya sea con un mejoramiento tcnico o de igual uso tradicional.

Figura 2.2 El uso de las velas en las embarcaciones tanto en la antigedad como en la actualidad brinda el transporte martimo por medio de las grandes masas de aire que lo impulsan.

Figura 2.3 Principalmente en Holanda los molinos de viento an se mantiene su uso por tradicin e importancia energtica para el drenaje.

2.2 Principal aplicacin:En vista de la problemtica energtica que se relaciona con la economa y el impacto ambiental en diversos pases, principalmente en el uso de combustibles fsiles, es necesario buscar nuevas fuentes de energa a gran escala que beneficien y lleguen a una mayor cantidad de personas. Por ello la energa elica ha tenido su principal aplicacin en generar electricidad en la mayor magnitud posible, debido a que ste tiene un alto consumo en diversos campos. Desde los aos ochenta hasta la actualidad el principal instrumento moderno que se utiliza es el aerogenerador, que tiene similitud con los mecanismo que utilizan los molinos de viento .Bsicamente funciona en conjunto con otros en un espacio geogrfico denominado parque elico.

Figura 2.4 El avance de la energa elica ha tenido como resultado los aerogeneradores, que en conjunto abastecen de electricidad en gran magnitud y sin generar residuos contaminantes.

2.3 El aerogenerador:Es un instrumento que genera energa elctrica por medio de una turbina que es accionada por la fuerza del viento. Adems de ello consta de un sistema mecnico y electrnico, brindando el funcionamiento, la adaptacin y el control de todo el aparato en diversas condiciones meteorolgicas donde el viento puede variar. Es frecuente su uso en conjunto en lugares costeros, debido a las corrientes trmicas entre el mar y la tierra; tambin las grandes llanuras continentales y las zonas montaosas donde la diferencia de presiones genera grandes masas de aire. La expansin del uso de estos aerogeneradores en los pases como EEUU, Alemania, Espaa y China se ha incrementado, ya que desde 1990 la generacin de energa elica a nivel mundial crece a un promedio anual de un 20% y esto tambin implica un desarrollo tecnolgico y amplificacin de los posibles usos de esta energa. A finales del 2011, la capacidad mundial de los generadores elicos fue de 238 gigavatios y tambin gener en 3% del consumo de electricidad mundial. Actualmente en Espaa los aerogeneradores producen el 16% del consumo elctrico. Figura 2.5 El aumento del potencial de los aerogeneradores al ao implicamayor expansin como fuente energtica. Fuente: Asociacin Empresarial Elica.

2.4 Partes de un aerogenerador:El aerogenerador es una estructura grande y compleja, consta generalmente de 8000 componentes diferentes pero nos basaremos en conocer slo sus componentes principales. La estructura de un aerogenerador de eje horizontal tripalas es el modelo ms utilizado actualmente por sta industria energtica y nos centraremos en ella.

Figura 2.6 Las estructura de un aerogenerador es grande, ya que las torres suelen medir ms de 100 metros de altura y la longitud de las palas pueden superar los 60 metros. Por ello el costo de instalacin es considerable.

a) Torre: La torre es la estructura que soporta a una determinada altura al mecanismo productor de electricidad del aerogenerador. Al elevar los componentes se consigue un aprovechamiento mayor de la fuerza del viento, pues a una mayor altura sobre el nivel del suelo mayor ser su velocidad, y por lo tanto, tambin la velocidad de rotacin de las palas. Su diseo suele consistir en un tronco cnico o tubular hueco de acero, en cuyo interior se alojan los equipos accesorios de suelo y se facilita un acceso seguro mediante una escalera a la gndola.b) Gndola: Es el chasis principal del aerogenerador, se sita en la parte superior de la torre y en su interior se encuentran los elementos elctricos y mecnicos necesarios para convertir el giro del rotor en energa elctrica. Se encuentra unida a la torre por una corona dentada para permitir la orientacin del rotor al viento, y rotor y las palas por el eje principal que transmitir la fuerza del viento al multiplicador y al motor sucesivamente. En su parte exterior lleva instalado un anemmetro y una veleta conectados a los sistemas de control de aerogenerador, y unos respiraderos para garantizar la refrigeracin del motor. Se construyen en acero forjado y placas de fibra de vidrio.

c) Rotor: Se encuentra unido al eje principal para la transmisin del giro, y se puede dividir en 3 partes diferenciadas: Nariz: Es un elemento aerodinmico que se sita en frente de la direccin de viento sobresaliendo de la zona de unin entre las palas y el buje. Su misin consiste en re direccionar el viento de la parte frontal del rotor a los respiraderos de la gndola y a la vez evitar turbulencias en la parte frontal del rotor.

Buje: Es la pieza de unin entre las palas y el eje principal, y por lo tanto el transmisor de la fuerza del viento al interior de la gndola. La unin al eje debe ser de forma rgida, pero con las palas pueden darse dos caso. El primero si es un generador de tres palas, en cuyo caso la unin a las palas debe comportarse tambin rgidamente, en el caso de aerogeneradores bipala es necesario que la unin entre palas y buje permita una ligera oscilacin de hasta tres grados respecto al plano normal del eje de rotacin.

Palas: Las palas deben suelen ser fabricadas con materiales con gran resistencia estructural y a la fatiga para su correcto funcionamiento a lo largo de los 25 aos de vida media que se supone a los aerogeneradores, teniendo en cuenta que estarn afectados de inclemencias climticas, fuerte vientos y en los casos de aerogeneradores offshore a salinidad. Adems deben ser fcilmente mecanizables para dotarlas de un diseo aerodinmico que minimice las cargas sobre el resto de la estructura y capte eficazmente la fuerza del viento. Los materiales empleados para cumplir todas estas premisas son materiales compuestos de fibra de vidrio y epoxis o polister, fibra de carbono etc.

d) Tren de potencia:Es el encargado de transmitir la energa producida por el giro del rotor al motor de un forma aprovechable por este para la generacin de energa elctrica. Est formado por el eje principal, caja multiplicadora y eje secundario. El eje principal es una pieza tubular de acero macizo de gran dimetro, unido solidariamente al rotor y que gira a velocidades de entre 22 y 64 rpm, segn el modelo de aerogenerador y las condiciones de operacin. Sin embargo un motor estndar de generacin elctrica necesita velocidades de giro de entorno a las 1500 rpm, por lo que es necesario un multiplicador que aumente la velocidad de giro transmitida. El multiplicador es una caja de engranajes que convierte la baja velocidad de giro y alta potencia del eje principal en una velocidad de giro adecuada para el funcionamiento del motor a costa de la potencia. El giro se transmite del multiplicador a el motor mediante el eje secundario, de menor dimetro que el eje principal, de forma similar a como ocurra entre el rotor y la caja de engranajes con el eje principal.e) Generador: El generador convierte la energa mecnica producida por el rotor en energa elctrica. Suelen utilizarse generadores asncronos de jaula de ardilla, junto con bateras de condensadores para mejorar su factor de potencia. La conexin a la red puede ser directa o indirecta a la red, dependiendo si la turbina trabaja a velocidad constante o variable. Trabajando conectado de forma indirecta a la red conseguimos aprovechar los picos de velocidad del viento, pero el generador produce energa de frecuencia variable por lo que se necesitan equipos de adecuacin para volcar la energa en la red. En la forma directa de conexin, la propia red limita la velocidad de giro del generador, por lo que no aprovecha los picos de mayor energa del viento.f) Sistemas de control: Los sistemas de control en un aerogenerador tienen dos importantes cometidos, el primero es el aprovechamiento mximo de la fuerza del viento mediante la orientacin del rotor, el segundo es la proteccin del aerogenerador ante velocidades de viento que podran daar la instalacin.

Para el cometido de la orientacin el aerogenerador cuenta con equipos anemomtricos y de medida de la direccin del viento instalado sobre la gndola. Los datos recogidos pasan al ordenador de control que segn un algoritmo determinado decidir como deber mover la gndola gracias al sistema de corona dentada y motor de giro instalados en la base de la gndola en su unin con la torre. Es necesario aclarar que el control sobre la orientacin del rotor no se realiza a tiempo real, si no que el algoritmo, con los datos recogidos, debe ser capaz de garantizar que realmente el viento a cambiado de direccin de forma estable, antes de que se produzca el giro de la gndola, ya que en caso contrario dara lugar a un movimiento errtico del sistema que reducira su eficiencia.En los casos que el viento ha superado la velocidad nominal de trabajo, en la que se alcanza la mxima potencia producida por el equipo, y llega a la velocidad de parada, existen tres mtodos de control, para evitar que puedan producirse daos.

Activo:Mediante un dispositivo mecnico las palas giran el perfil enfrentado al viento cambiando su aerodinmica, por lo que para velocidades mayores de viento para las que estn diseadas a trabajar de forma ptima, aprovechan en menor medida, mediante el cambio de ngulo, la velocidad del viento, y la potencia suministrada y cargas inerciales permanecen en un rango de trabajo apropiados. Es el mtodo ms caro pero tambin es el que ofrece un mejor control. Pasivo:En este caso las palas no poseen ningn tipo de mecanismo de variacin del ngulo ofrecido al viento, si no que permanecen fijas al rotor en todo momento. En su lugar, las palas con este mecanismo de control se disean de tal manera que para velocidades demasiado elevadas del viento se producen turbulencias en la parte de la pala de baja presin, por lo que la diferencia de presiones entre un lado y otro de la pala disminuye. Es decir, pasado un lmite de velocidad del viento, este disminuye la fraccin de energa transmitida al movimiento de las palas por las turbulencias ocasionadas, rebajando la velocidad de giro del rotor. Este mtodo de control es mucho ms econmico, pero menos exacto y eficiente que el activo, aun as, alrededor de dos tercios de los aerogeneradores instalados hoy en da utilizan este mtodo.

2.5 Proceso de funcionamiento:El punto de partida para este proceso depende de la intensidad del viento al que son sometidos las palas, la mayora de los aerogeneradores estn diseados para trabajar con velocidades de viento que varan en 3 y 25 m/s de promedio. La primera es llamada velocidad de conexin y la segunda velocidad de corte. Tambin las palas disponen de un sistema de control de forma que su ngulo de ataque vara en funcin de la velocidad del viento. Esto permite controlar la velocidad de rotacin para conseguir una velocidad de rotacin fija con distintas condiciones de viento.

Figura 2.7 El hombre ha sabido acoplar los aerogeneradores a diferentes medios en donde el viento pueda emitir energa cintica suficiente para aperturar el funcionamiento del sistema.

Figura 2.5 Proceso para la obtencin de energa elctrica en los aerogeneradores.

El viento pasa sobre las aspas del aerogenerador y provoca una fuerza giratoria. Las palas hacen rodar un eje que hay dentro de la gndola, que entra a una caja de cambios. La caja de cambios incrementa la velocidad de rotacin del eje proveniente del rotor e impulsa el generador que utiliza campos magnticos para convertir la energa rotacional en energa elctrica. La energa del generador, de 690 voltios, pasa por un transformador para adaptarla al voltaje necesario de la red de distribucin, generalmente de entre 20 y 132 kilovoltios. Las redes regionales de distribucin elctrica reparten la energa por todo el pas, tanto para hogares como negocios.

Tanto los aerogeneradores terrestres como los marinos tienen en la parte superior de la gndola dos instrumentos que miden la velocidad y la direccin del viento. Cuando el viento cambia de direccin, los motores giran la gndola y las palas se mueven con ella para ponerse de cara al viento. Las aspas tambin se inclinan o se ponen en ngulo para asegurar que se extrae la cantidad ptima de energa a partir del viento.

Toda esta informacin queda grabada en los ordenadores y se transmite a un centro de control. En los parques elicos, que son agrupaciones de ms de un aerogenerador, hay entre 0 y 6 personas trabajando fsicamente, en funcin de la cantidad de aerogeneradores. Cada aerogenerador es revisado peridicamente. Los ordenadores controlan los diferentes componentes de la turbina y, si detectan un problema, hacen que la turbina deje de funcionar y alertan a un tcnico o ingeniero para que la revise.2.6 Turbinas elicas de eje vertical: Una innovacin tecnolgica en este campo energtico:En vista de los altos costos que genera la adquisicin y mantenimiento de los grandes aerogeneradores comunes, un estudio realizado por los ingenieros del Instituto de Tecnologa de California (Caltech) en donde se dieron cuenta que los peces optimizan su propulsin al formar cardmenes debido a que stos se alinean. Organizar la ubicacin de las turbinas segn los vrtices del movimiento de peces es definitivamente un enfoque innovador, dijo Robert Whittlesey, ingeniero aeronutico del Instituto de Tecnologa de California, en declaraciones reproducidas por BBC.

Con esta nueva disposicin vertical de las turbinas se canaliza la fuerza del viento y se logra una eficiencia diez veces superior.

El promotor de este proyecto, John Dabiri, profesor de ingeniera aeronutica y bioingeniera, llevar a cabo la idea en un terreno de pruebas con 24 turbinas en la granja elica en Igiugig, en el sur de California. Las primeras 10 turbinas se instalarn durante este ao (2013) y el objetivo final es instalar de 50 a 70 turbinas, capaces de producir aproximadamente la misma potencia que generan los generadores diesel. El investigador cree que las ms pequeas son ms fciles de fabricar y podran costar menos que las convencionales si se producen a gran escala.

Adems, los costes de mantenimiento pueden ser menores porque el generador est posado sobre el suelo y no en lo alto de una torre de 100 metros, y por lo tanto el acceso es ms fcil. La investigacin refleja, adems, que las turbinas pequeas y verticales tienen otras ventajas. Mientras que el ruido de las turbinas elicas convencionales ha llevado a algunas comunidades a crear campaas para demolerlas, las nuevas turbinas apenas producen ruido. Tienen menos probabilidades de matar a los pjaros. Como son ms cortas, interfieren menos con las operaciones de helicpteros y con el radar que las turbinas elicas convencionales.

Figura 2.6 El profesor Jhon Dabiri, principal promotor de esta innovacin en el campo elico manifest que si bien la conexin entre parques elicos y bancos de peces puede parecer extraa, en realidad es algo lgico desde el punto de vista de la fsica de fluidos.2.7 Ventajas y desventajas de la energa elica:

2.7.1 Ventajas: Medioambientales:El viento es un recurso inagotable, es decir es una energa renovable. Es una energa limpia, no contaminanteyCada MW elico instalado en Catalunya evita cada ao la emisin en la atmsfera de 2.900 toneladas de dixido de carbono.Los parques elicos son fciles de desmontar y de reutilizar el terreno. Contribuye a frenar el cambio climtico.

Ventajas econmicas:Impulsala educacin y la formacin de los jvenes de la zona, es compatible con otras actividades comola selvicultura, ganadera, etc. Crea 5 veces ms puestos de trabajo que las energas convencionales e incrementa la capacidad de crear trabajos indirectos. Incrementa el PIB por transferencia de rentas.

Otros puntos positivos:Produce independencia de otras energas, porque es una energa autctona, es decir, no hace falta importarla. Todos los consumos que produce los compensa con las ganancias de su energa producida. Permite el ahorro de la compra de combustible. Espaa es la lder en todo el mundo de la energa elica y est instalada en otros pases como China. En un ao 10 molinos generan energa para abastecer 19.000 hogares.Un molino de viento evita la emisin de 6.375 toneladas anuales de CO2.

Figura 2.7 La energa elica contribuye a aminorar la emisin de gases de efecto invernadero debido q que no genera residuos contaminantes al medio.2.7.2 Desventajas: Medioambientales:la densidad energtica del viento es muy baja, la generacin de cantidades significativas de electricidad por mtodos elicos requiere el uso de grandes extensiones de tierra. Los sitios adecuados para la generacin elica, especialmente el mar abierto, estn remotos y lejos de la concentracin de demanda para la electricidad. Los periodos de mxima demanda durante el da y mxima generacin por la noche cuando los vientos estn ms fuertes no coinciden, y tambin, por supuesto, no hay siempre viento. os efectos estticos en el campo natural (ubicacin adecuada ayuda a resolver esta problema), sonido emitido por las mquinas (la ingeniera moderna ha reducido este efecto muchsimo) y la interferencia electromagntica (que se puede reducir por ubicacin adecuada y la instalacin de antenas).Tambin ha de tenerse especial cuidado a la hora de seleccionar un parque si en las inmediaciones habitan aves, por el riesgo mortandad al impactar con las palas, aunque existen soluciones al respecto como pintar en colores llamativos las palas, situar los molinos adecuadamente dejando "pasillos" a las aves, e, incluso en casos extremos hacer un seguimiento de las aves por radar llegando a parar las turbinas para evitar las colisiones.

Otras desventajas:Al ser el aire fluido implica producir molinos de gran envergadura, eso conlleva la necesidad de mayor terreno para la construccin y un mayor coste de construccin.Produce un impacto visual inevitable, ya que los molinos tienen que ser de una gran envergadura.

FIGURA 2.8 La mortalidad de la fauna voladora y el molesto ruido que ocasionan las palases uno de los principales problemas que generan lo aerogeneradores.

CAPITULO IIIENERGA MAREOMOTRIZ

3. Concepto: La energa es la capacidad de realizar trabajo (fuerza empleada para cierta distancia), y este a su ver puede transformarse en movimiento, luz, electricidad, calor, etc. y viceversa. En el planeta tierra, la tercera parte de esta constituida por agua que est en movimiento y un poco ms del 93% aproximadamente de toda el agua que existe en la tierra se encuentra concentrada en los ocanos, esta se encuentra en constante movimiento.

El movimiento constante de esta dinmica de masas ocenicas se ve reflejado a travs de las corrientes marinas, olas, mareas, etc. Las corrientes marinas son producidas por el desplazamiento de grandes cantidades de agua del Ecuador hacia los polos debido a la diferencia de temperatura y densidad es por eso que las corrientes de agua fra al ser ms densas viajan por debajo de las aguas calientes, adems estas masas ocenicas pueden moverse; tambin por otra fuerza igualmente importante que sera la fuerza elica (fuerza del viento) que originan corrientes marinas superficiales en movimiento.Debido al movimiento de rotacin y el efecto coriolis las corrientes marinas presentan una direccin general que est enmarcada en grandes circuitos cerrados, desplazndose en diversos sentidos en cada hemisferio; horario en el hemisferio norte y antihorario en el hemisferio sur. El mar tambin sufre diversos cambios en su nivel conocidas como mareas; Y qu son las marea? La marea es el cambio peridico del nivel mar producido principalmente por las fuerzas gravitatorias que ejercen la luna y el sol sobre la tierra. Siendo la primera el factor dominante en la altura de las mareas por su cercana a la tierra.

Bueno cando estos dos astros se hallan en lnea y esto ocurre cuando la luna se encuentra en las fases Luna nueva y Luna llena la fuerza de atraccin de los astros es mayor y estas se conjuntan para producir mareas ms altas o vivas, cuando el sol y la luna se encuentran en angulo recto, esto vendra a ser cuando la luna se encuentra en la face de Cuarto Creciente y Cuarto Menguante sus fuerzas de atraccin actan en fuerzas diferentes, lo que da como resultado menor movimiento de los mares y mareas ms bajas .En consecuencia de la presencia de todos estos factores que provocan el desplazamiento de grandes cantidades de masas de aguas ocenicas, provocan que el agua tenga movimiento; y como ya sabemos el movimiento puede pasar a convertirse en otro tipo de energa; ya que la energa no se crea ni se destruye, solo se transforma.

El aprovechamiento de este fenmeno se puede aprovechar de diversas maneras atreves de diversos dispositivos eh instalaciones especializadas.

3.1 Aprovechamiento:Desde hace siglos el hombre ha intentado aprovechar del mar, su incalculable energa; una de las formas tradicionales ms universalmente extendida, para el aprovechamiento de la energa del mar son los molinos de marea que recogen en una presa el agua del flujo de la marea que luego liberaran en el reflujo cuando la marea baja su nivel; al liberar el flujo de agua esta mueve unas grandes rocas circulares sobrepuestas que muelen productos.

a) Molino de mareas de senra (Ortigueira)

Molino hidrulico de 1910, situado en la desembocadura del ro Mayor en la ra de Ortigueira. Al lado del molino hay una piscina para que el agua recogida en la subida de las mareas pueda ser soltada despus y mueva al engranaje del molino con su fuerza. Se trata de una construccin de pequeo tamao, con los muros de sillera y un sistema de cobertura con una estructura de madera que sustenta la pizarra de la techumbre. Constituye un ejemplo de arquitectura tradicional e ingenio tcnico popular aplicado a un conjunto que hoy se encuentra fuera de servicio.

La amplitud de mareas no es la misma en todos los lugares; nula en algunos mares interiores, como en el Mar Negro, entreRusiay Turqua; de escasovaloren el Mediterrneo, en el que solo alcanza entre 20 y 40 centmetros, es igual dbil en el ocano Pacfico. Por el contrario, alcanza valor notable en determinadas zonas del ocano Atlntico, en el cual se registran las mareas mayores. As en la costa meridional Atlntica dela RepblicaArgentina, en la provincia de Santa Cruz, alcanza la amplitud de 11 metros, de tal modo que en Puerto Gallegos los buques quedan en seco durante la baja marea.

b) Central Mareomotriz:

Elfuncionamientobsico de unacentral mareomotrizes similar al funcionamiento de un molino de mareas; se basa en llenar un embalse durante la marea alta o pleamar y en expulsar el agua durante la marea baja o bajamar. Se produce energa elctrica cuando el agua pasa por unas turbinas instaladas en los conductos de llenado/vaciado del embalse. Cuando sube lamarease llena el embalse. Cuando empieza a bajar la marea se cierra el embalse durante unas horas para obtener una adecuada diferencia de nivel entre el embalse y el mar abierto. Al abrir las compuertas el agua pasa por unas turbinas que generan la energa elctrica.

3.2 Ventajas: Auto renovable. No contaminante. Silenciosa. Bajocostodemateriaprima. No concentrapoblacin. Disponible en cualquier clima y poca del ao.

3.3 Desventajas: Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero. Localizacin puntual. Dependiente de la amplitud de mareas. Traslado de energa muy costoso. Efecto negativo sobre la flora y lafauna. Limitada.

CAPITULO IVLA BIOMASA4. Concepto:Labiomasaes aquella materia orgnica deorigen vegetalo animal, incluyendo los residuos y desechos orgnicos, susceptible de ser aprovechada energticamente. Las plantas transforman la energa del sol en energa qumica a travs de la fotosntesis, y parte de esta energa queda almacenada en forma de materia orgnica.

4.1 Proceso de obtencin:

4.1.1 Transformacin en energa: La transformacin de la biomasa en energa se puede llevar a cabo a travs de tres procedimientos: Extraccin directa:Hay ciertas especies vegetales que en su metabolismo producen hidrocarburos o compuestos muy hidrogenados, con un poder calorfico elevado. Su obtencin se lleva a cabo por aplastamiento y adicin de ciertos compuestos qumicos. Al combustible obtenido se le llama biocombustible. El biocombustible se obtiene a partir de la palma, soja, girasol.

Mtodos termoqumicos: Combustin directa: Se reduce la humedad de la biomasa exponindola a radiacin solar y a continuacin se quema en presencia de oxgeno, desprendindose calor. Este calor puede utilizarse directamente en viviendas o industrias.

Pirolisis: Descomposicin de la biomasa a elevada temperatura 500 c en ausencia de oxgeno, en unas instalaciones llamadas gasgenos. Se utiliza para producir carbn vegetal

Mtodos bioqumicos: (En presencia de microorganismos) Fermentacin alcohlica: Por la accin de determinadas enzimas transformamos los hidratos de carbono en etanol. Este proceso se lleva a cabo en presencia de oxgeno. El etanol obtenido se utiliza como carburante en los motores sustituyendo a la gasolina.

Digestin anaerobia: En ausencia de oxgeno, determinadas bacterias transforman la biomasa en biogs, este biogs est formado principalmente por metano, dixido de carbono. Se puede utilizar en motores de combustin y como combustible para obtener calor.

Fotoproduccin de combustibles: A partir de la accin de ciertos microorganismos, agua y algunos compuestos orgnicos se puede obtener hidrogeno que se puede utilizar como combustible para producir energa elctrica.

4.2 Ventajas y desventajas:

4.2.1 Ventajas: Puede provocar un aumento econmico en la zona rural. Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles en cuanto a los pases subdesarrollados. Controla la destruccin de residuos evitando la contaminacin ambiental. Puede contribuir a mitigar el cambio climtico y el efecto invernadero. Es una fuente renovable de energa. 4.2.2 Desventajas: Su mayor problema es su baja densidad relativa. Por tanto, el transporte y manejo se encarecen y se reduce la produccin neta de energa. Menor rendimiento energtico en comparacin con los combustibles fsiles. Es ms costoso producir energa a travs de la biomasa que de los combustibles fsiles. La combustin de la biomasa genera dixido de carbono, responsable del efecto invernadero. Su produccin es estacional.

4.3 Tecnologas para la biomasa:

4.3.1 Central de biomasa:Es una instalacin industrial diseada para generar energa elctrica a partir de recursos biolgicos. Utilizan fuentes renovables para la produccin de energa elctrica.

Funcionamiento de una central de biomasa de generacin elctrica: el proceso de funcionamiento de una central elctrica de biomasa es el siguiente:

En primer lugar, el combustible principal de la instalacin y los residuos forestales se almacenan en la central. All se tratan para reducir su tamao, si fuera necesario.

A continuacin, pasa a un edificio de preparacin del combustible, donde se clasifica en funcin de su tamao y finalmente se llevan a los almacenes.

Seguidamente con conducidos a la caldera para su combustin, eso hace que el agua de las tuberas de la caldera se convierta en vapor debido al calor.

El vapor generado de la caldera va hacia la turbina de vapor que est unida al generador elctrico, donde se produce la energa elctrica que se transportara a travs de las lneas correspondientes.

El vapor de agua que se convierte en el condensador, y desde all es nuevamente enviado al tanque de alimentacin cerrndose as el circuito principal agua-vapor de la central.

CAPTULO VENERGA SOLAR

5. Proceso:En general se usa la clula fotovoltaica en los procesos de generacin de energa. La asimilacin o retencin directa de energa solar requiere dispositivos artificiales llamados colectores solares. La energa retenida se emplea en procesos trmicos o fotovoltaicos. En los procesos trmicos, la energa solar se utiliza para calentar un gas o un lquido que luego se almacena o se distribuye. En los procesos fotovoltaicos, la energa solar se convierte en energa elctrica sin ningn dispositivo mecnico intermedio. Los colectores solares pueden ser de dos tipos principales: los de placa plana y los de concentracin.

5.1 Proceso trmico:

5.2 Funcionamiento:

5.3 Proceso fotovoltaico:

5.4 Tecnologas:

Energa solar termoelctrica: Es usada para producir electricidad con un ciclo termodinmico convencional a partir de un fluido calentado a alta temperatura.

Energa solar hibrida: Combina la energa solar con otra energa .Segn la energa con la que se combine por ejemplo la energa elica solar. Aviones que funcionan con energa solar, lmparas, relojes, cargadores de celulares y muchos ms.

a) Desventajas: Pueden requerir grandes cantidades de tierra para la energa a escala comercial ms que todo

En algunos lugares la luz solar no tiene la intensidad o no es suficientemente constante para proporcionar un flujo de energa permanente.

b) Ventajas: Hay virtualmente una provisin ilimitada de energa solar que podemos usar y es una energa renovable. Esto significa que nuestra dependencia de combustibles fsiles se puede reducir en proporcin directa a la cantidad de energa solar que producimos. Con el constante incremento en la demanda de fuentes de energa tradicionales y el consiguiente aumento de los costos, la energa solar es cada vez ms una necesidad.

No hay contaminacin al usar la energa solar.

El nico costo asociado a la energa solar es el costo de fabricacin de los componentes e instalaciones y tras la inversin inicial no hay costos adicionales asociados a su uso. Los sistemas de energa solar pueden ser diseados para ser flexibles y expandibles .Esto significa que tu primer proyecto solar puede ser pequeo y puedes aumentar en el futuro la capacidad de tu sistema para adaptarlo a tus necesidades .Al empezar con un proyecto pequeo puedes reducir gastos.

Un sistema de energa solar para generacin elctrica puede potencialmente eliminar hasta 18 toneladas de emisiones de gases invernadero al ambiente de cada ao.

La energa solar opera con sistemas silenciosos por lo cual no hay contaminacin por parte del ruido.

Una gran ventaja es que se usa en ubicaciones remotas por lo cual es la mejor forma de proveer energa elctrica a lugares aislados en todo el mundo, donde instalar lneas de distribucin es demasiado costoso.

Bibliografa

http://www.aulatecnologia.com/BACHILLERATO/1_bg/APUNTES/ALTERNATIVAS/biomasa/energiabiomasa.htm. http://fuentedeenergia.blogspot.com/2009/07/ventajas-y-desventajas.html. http://energiasrenovadas.com/ventajas-y-desventajas-de-la-biomasa/. http://villalbabiomasa.wordpress.com/ -https://es.wikipedia.org/wiki/Oc%C3%A9ano