GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

La generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.

Desde que Nikola Tesla descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía eléctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países industrializados o del Primer mundo son grandes consumidores de energía eléctrica, mientras que los países del llamado Tercer mundo apenas disfrutan de sus ventajas.

La demanda de energía eléctrica de una ciudad, región o país tiene una variación a lo largo del día. Esta variación es función de muchos factores, entre los que destacan: tipos de industrias existentes en la zona y turnos que realizan en su producción, climatología extremas de frío o calor, tipo de electrodomésticos que se utilizan más frecuentemente, tipo de calentador de agua que haya instalado en los hogares, la estación del año y la hora del día en que se considera la demanda.

La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda y, a medida que aumenta la potencia demandada, se debe incrementar la potencia suministrada. Esto conlleva el tener que iniciar la generación con unidades adicionales, ubicadas en la misma central o en centrales reservadas para estos períodos.

En general los sistemas de generación se diferencian por el periodo del ciclo en el que está planificado que sean utilizados; se consideran de base la nuclear y la eólica, de valle la termoeléctrica de combustibles fósiles, y de pico la hidroeléctrica principalmente (los combustibles fósiles y la hidroeléctrica también pueden usarse como base si es necesario).

Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales generadoras se clasifican en termoeléctricas (de carbón, petróleo, gas, nucleares y solares termoeléctricas), hidroeléctricas (aprovechando las corrientes de los ríos o del mar: mareomotrices), eólicas y solares fotovoltaicas. La mayor parte de la energía eléctrica generada a nivel mundial proviene de los dos primeros tipos de centrales reseñados. Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en común el elemento generador, constituido por un alternador, movido mediante una turbina que será distinta dependiendo del tipo de energía primaria utilizada.

Por otro lado, un 64% de los directivos de las principales empresas eléctricas consideran que en el horizonte de 2018 existirán tecnologías limpias, asequibles y renovables de generación local, lo que obligará a las grandes corporaciones a un cambio de mentalidad.

ENERGIA RENOVABLE

Son fuentes de abastecimiento que respetan el medio ambiente. Lo que no significa que no ocasionen efectos negativos sobre el entorno, pero éstos son infinitamente menores si los comparamos con los impactos ambientales de las energías convencionales (combustibles fósiles: petróleo, gas y carbón; energía nuclear, etc.) y además son casi siempre reversibles. Según un estudio sobre los "Impactos Ambientales de la Producción de Electricidad" el impacto ambiental en la generación de electricidad de las energías convencionales es 31 veces superior al de las energías renovables.

Como ventajas medioambientales importantes podemos destacar la no emisión de gases contaminantes como los resultantes de la combustión de combustibles fósiles, responsables del calentamiento global del planeta (CO2) y de la lluvia ácida (SO2 y NOx) y la no generación de residuos peligrosos de difícil tratamiento y que suponen durante generaciones una amenaza para el medio ambiente como los residuos radiactivos relacionados con el uso de la energía nuclear.

Otras ventajas a señalar de las energías renovables son su contribución al equilibrio territorial, ya que pueden instalarse en zonas rurales y aisladas, y a la disminución de la dependencia de suministros externos, ya que las energías renovables son autóctonas, mientras que los combustibles fósiles sólo se encuentran en un número limitado de países.

EL SOL ESTÁ EN EL ORIGEN DE TODAS LAS ENERGÍAS RENOVABLES

Provoca en la Tierra las diferencias de presión que dan origen a los vientos: fuente de la energía eólica.

Ordena el ciclo del agua, causa la evaporación que provoca la formación de las nubes y, por tanto, las lluvias: fuente de la energía hidráulica.

Sirve a las plantas para su vida y crecimiento: fuente de la biomasa. Es la fuente directa de la energía solar, tanto la térmica como la fotovoltaica.

ENERGÍAS RENOVABLES - LA EÓLICA.

Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la

antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 giga vatios. [En 2009 la eólica generó alrededor del 2% del consumo de electricidad mundial, cifra equivalente a la demanda total de electricidad en Italia, la séptima economía mayor mundial. En España la energía eólica produjo un 11% del consumo eléctrico en 2008,[][]y un 13.8% en 2009. En la madrugada del domingo 8 de noviembre de 2009, más del 50% de la electricidad producida en España la generaron los molinos de viento, y se batió el récord total de producción, con 11.546 megavatios eólicos. La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.En las centrales eólicas se aprovecha la energía del viento (cinética), que se transforma en energía eléctrica en unos aparatos llamados aerogeneradores. El viento mueve las aspas, y este movimiento se transmite mediante una serie de engranajes a un generador eléctrico.AEROGENERADOR: existen dos tipos de aerogenerador de eje vertical y horizontal

1. AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL:

EL ROTOR DE RUEDA DE BICICLETA Es el empleado en los molinos de agua norteamericanos. Consta de un gran número de palas muy livianas, con una gran superficie de resistencia al viento, normalmente planas, y fijadas a una rueda externa y a un eje central que le dan resistencia al montaje. Debido al poco peso de la estructura y a la gran superficie enfrentada al viento, su velocidad es inferior a los molinos de rotor de tipo de hélice, aunque debido a la gran superficie que poseen, extraen más energía a igualdad de revoluciones. Su principal uso, debido a su velocidad, se halla en aplicaciones de obtención de energía eléctrica. Sin embargo, el poco peso de la estructura, necesario para alcanzar dichas velocidades, impide su empleo con generadores de gran potencia, estando limitada la potencia máxima generada en torno al kilovatio.EL ROTOR DE TIPO DE HÉLICE Parte del mismo concepto que el de rueda de bicicleta, pero emplea un número muy útil de palas, normalmente 2 ó 3, de mayor tamaño y diseñadas con una estructura aerodinámica basada en las hélices de los aviones. En estos sistemas la velocidad alcanzable es considerablemente menor, 10 ó 15 radianes por segundo, estando la zona de máximo aprovechamiento situada en torno a los 6 u 8 rad/s. Esta velocidad, considerablemente inferior al modelo anteriormente visto, se compensa por la posibilidad de obtener una par de fuerzas mucho mayor. El viento ejerce una fuerza constante por unidad de superficie. Al ser cada pala de mayor dimensión, también será mayor la fuerza que se ejerza sobre ella. Los sistemas se diseñan para resistir estas fuerzas superiores, aumentando el peso y disminuyendo la velocidad. Para poder accionar el generador eléctrico con un rendimiento aceptable es necesario intercalar un engranaje que aumente la velocidad y disminuya la fuerza. Una relación típica empleada con este tipo de engranajes es de 1 a 60. Es decir, la velocidad de las palas se multiplica por 60 para mover el generador. Los molinos de este tipo permiten la obtención de una amplia gama de energías en función del tamaño con que se diseñan. Los modelos más pequeños, con palas de 2 ó 3 metros, pueden llegar a alcanzar potencias de 10 kW. El modelo mediano, el más extendido, tiene una longitud de torre de 30 metros y palas de 10 metros, pudiendo llegar a dar una potencia máxima de 100 kW y una potencia media de 80 kW.

El límite máximo alcanzado hasta ahora se halla en torno al megavatio (MW) empleando palas de 30 metros. Por encima de estas dimensiones la complejidad de diseño aumenta de tal modo (tamaño de las palas y de la torre de sustentación, aumento de la resistencia mecánica, etc.) que resulta inviable económica y tecnológicamente un diseño eficaz

2. AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL:

En este caso el eje de giro está situado verticalmente y las palas giran alrededor de él en un plano horizontal. El viento, por tanto, hace fuerza por un lado sobre la parte delantera de las palas, dando velocidad, pero a la vez presiona sobre la parte trasera de otra pala, frenándola. El diseño crítico consiste en diseñar la estructura de la pala de modo que por delante sea capaz de captar el mayor viento posible y que simultáneamente ofrezca la menor resistencia al viento por su parte posterior. Los dos diseños que han tenido más éxito son el rotor Savonius, diseñado en 1929, y el rotor Darrieux.

- El modelo más sencillo de rotor Savonius consta de un cilindro hueco partido verticalmente por la mitad y al que se le ha desplazado horizontalmente cada una de las mitades hasta formar una «S», de modo que las dos partes cóncavas capten el viento. Esta estructura original ha sido perfeccionada posteriormente por diversos métodos. En primer lugar, la estructura en «S» presenta el inconveniente de que en el interior de la parte cóncava de la pala que recibe el aire se forma una sobrepresión debido al aire que no puede salir. Esta sobrepresión desvía la corriente de aire, disminuyendo la fuerza ejercida sobre el rotor y perjudicando el rendimiento. Para evitarlo se separan las dos palas, dejando un hueco entre ambas por el que pueda existir un flujo de aire y se evite la sobrepresión. Otra mejora se consigue sustituyendo las palas semicirculares por otras diseñadas de forma que mejore el flujo de aire del que se acaba de hablar. Por último, se puede aumentar el rendimiento aumentando el número de palas del rotor. Las palas empleadas son 3, 4 y 6. Este tipo de rotor ofrece una gran resistencia al aire, por lo que su máximo rendimiento se obtiene a bajas velocidades. Si se quisiera emplearlo en la generación de energía eléctrica, haría falta disponer de un engranaje multiplicador de alta relación, lo que disminuye la eficiencia de la transmisión haciendo no rentable el sistema. Sus principales aplicaciones están en el bombeo de agua y otras aplicaciones hidráulicas en las que la velocidad necesaria es baja, pero la potencia a aplicar bastante elevada.

- El rotor Darrieux es otro generador de eje vertical. En este caso el rotor tiene forma de batidora de huevos, constando de unas palas muy finas unidas al eje sólo por los dos extremos (cada pala tiene forma de ala de avión simétrica) y que adopta una curva específica entre las dos uniones al eje, curva que ha sido diseñada para obtener un máximo rendimiento. El modelo más empleado es la curva Troposkien, aunque también se usa la de forma de catenaria y la de aproximación a la de Troposkien por medio de una recta y un arco de circunferencia. La forma aerodinámica de las palas le permite mantener la velocidad de giro una vez la alcanza, pero el sistema es incapaz de arrancar por sí solo.

Esto obliga a disponer un sistema secundario de arranque. Las dos alternativas más usadas son un motor eléctrico y un rotor Savonius con un embrague que los separa una vez que el rotor Darrieux alcanza su velocidad de funcionamiento. La menor superficie enfrentada al viento permite alcanzar mayores velocidades que las del rotor Savonius, aunque menores que las de un rotor de eje horizontal, siendo ya rentable el empleo de un generador de este tipo para obtención de energía eléctrica.

PARTES DE UN AEROGENERADORLos aerogeneradores se componen de:La góndola: Contiene los componentes clave del aerogenerador, incluyendo el multiplicador y el generador eléctrico. El personal de servicio puede entrar en la góndola desde la torre de la turbina. A la izquierda de la góndola tenemos el rotor del aerogenerador, es decir las palas y el buje. Las palas del rotor: Capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje. En un aerogenerador moderno de 600 Kw. cada pala mide alrededor de 20 metros de longitud y su diseño es muy parecido al del ala de un avión.

El buje: El buje del rotor está acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador. El eje de baja velocidad: Conecta el buje del rotor al multiplicador. En un aerogenerador moderno de 600 Kw. El rotor gira muy lento, a unas 19 a 30 revoluciones por minuto (r.p.m.) El eje contiene conductos del sistema hidráulico para permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos.

El multiplicador: Tiene a su izquierda el eje de baja velocidad. Permite que el eje de alta velocidad que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad.

El eje de alta velocidad: Gira aproximadamente a 1.500 r.p.m. lo que permite el funcionamiento del generador eléctrico. Está equipado con un freno de disco mecánico de emergencia. El freno mecánico se utiliza en caso de fallo del freno aerodinámico, o durante las labores de mantenimiento de la turbina.

El generador eléctrico: Suele ser un generador asíncrono o de inducción. En los aerogeneradores modernos la potencia máxima suele estar entre 500 y 1.500 Kw.

El controlador electrónico: Es un ordenador que continuamente monitoriza las condiciones del aerogenerador y que controla el mecanismo de orientación. En caso de

cualquier disfunción (por ejemplo, un sobrecalentamiento en el multiplicador o en el generador), automáticamente para el aerogenerador y llama al ordenador del operario encargado de la turbina a través de un enlace telefónico mediante modem.

La unidad de refrigeración: Contiene un ventilador eléctrico utilizado para enfriar el generador eléctrico. Además contiene una unidad refrigerante por aceite empleada para enfriar el aceite del multiplicador. Algunas turbinas tienen generadores refrigerados por agua.

La torre: Soporta la góndola y el rotor. Generalmente es una ventaja disponer de una torre alta, dado que la velocidad del viento aumenta conforme nos alejamos del nivel del suelo. Una turbina moderna de 600 Kw Tendrá una torre de 40 a 60 metros (la altura de un edificio de 13 a 20 plantas).

Las torres pueden ser bien torres tubulares o torres de celosía. Las torres tubulares son más seguras para el personal de mantenimiento de las turbinas ya que pueden usar una escalera interior para acceder a la parte superior de la turbina. La principal ventaja de las torres de celosía es que son más baratas.

El mecanismo de orientación: Está activado por el controlador electrónico, que vigila la dirección del viento utilizando la veleta.

El anemómetro y la veleta: Las señales electrónicas de anemómetro son utilizadas por el controlador electrónico del aerogenerador para conectarlo cuando el viento alcanza aproximadamente 5 m/s. El ordenador parará el aerogenerador automáticamente si la velocidad del viento excede de 25 m/s, con el fin de proteger a la turbina y sus alrededores. Las señales de la veleta son utilizadas por el controlador electrónico para girar el aerogenerador en contra del viento, utilizando el mecanismo de orientación.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS Esta energía tiene unas características como energía renovable y también ventajas específicas:

Nunca se acaba No contamina la atmosfera. Es una fuente de energía segura y renovable. No produce emisiones en la atmosfera, ni genera residuos, salvo los de fabricación

de los equipos y el aceite de los engranajes.

Se trata de instalaciones móviles, cuya desmontaje permite recuperar totalmente la zona.

Se construye en muy poco tiempo (> de 6 meses) Su instalación es compatible con otros muchos usos del suelo. Se crean puestos de trabajo.

También tiene unos inconvenientes generales y otros específicos de ella misma: Depende de las condiciones atmosféricas El aprovechamiento de estas fuentes no esta suficientemente estudiado y resultan

caras. El impacto visual, es decir, que su instalación genera una alta modificación del

paisaje. El impacto sobre la avifauna: principalmente por el choque de las aves contra las

palas, efectos desconocidos sobre modificación de los comportamientos habituales de migración y anidación.

El impacto sonoro, es decir el roce de las palas con el aire produce un ruido constante, la casa más cercana deberá estar al menos a 200 metros.

La posibilidad de zona arqueológicamente interesante

ENERGÍA HIDROELÉCTRICA

El agua es uno de los grandes recursos energéticos con que contamos. La energía hidroeléctrica es la que proviene del aprovechamiento de la energía potencial acumulada en el agua y que al caer desde cierta altura se convierte en energía cinética, una vez ha caído, una buena parte de dicha energía cinética se transforma en energía eléctrica por medio de los transformadores conectados a las turbinas. Finalizado el proceso, la electricidad ya está lista para ser distribuida.

La energía hidroeléctrica está dentro del grupo de las llamadas “energías renovables”, es decir, es inagotable, limpia y no contaminante. Como contrapunto, hay que señalar que para su obtención es necesaria la construcción de pantanos que en muchas ocasiones causan un impacto ambiental ya que alteran el ecosistema fluvial y su construcción es costosa.

  Aun así, se trata de una de las fuentes de energía más rentables y alrededor del 20% de la energía usada en el mundo proviene de la energía hidroeléctrica, aunque cabe decir que está muy desigualmente repartida, dependiendo de las precipitaciones pluviales de cada zona.

  Las instalaciones en las que la energía potencial del agua se transforma en energía eléctrica son las centrales hidroeléctricas”, en ellas el agua que cae a través de un salto geodésico pasa por unas turbinas que transmiten la energía a un alternador convirtiéndola en electricidad. Estas centrales hidroeléctricas varían mucho en capacidad, pueden construirse al aire libre o en caverna. Pueden ser de agua fluyente, de acumulación por bombeo o de embalse. Las hay también mareomotrices que son las que aprovechan la energía de las mareas, corrientes submarinas y movimiento de las olas.

TECNOLOGÍA DE EXPLOTACIÓNEl aprovechamiento de la energía hidráulica se lleva a cabo en las centrales hidroeléctricas, normalmente situadas en los embalses. Una central hidroeléctrica consta de las siguientes partes:

1. Embalse.- Lugar donde se acumula el agua del río. Además regula el caudal del río.

2. Presa.- Muro grueso cuya función es retener el agua del embalse: Aliviaderos: Salidas de agua que sirven para regular el volumen de agua

almacenada. Tuberías forzada: Enlaza el embalse con la sala de máquinas, y soporta

gran presión. Canal de descarga: Canal por el que se redistribuye el agua al río.

3. Central o sala de máquinas.- Edificio donde se sitúan: Turbinas: Máquinas en las que se transforma energía cinética del agua en

energía de rotación. Generador-alternador: Dispositivo unido a la turbina que convierte la

energía de rotación en energía eléctrica. Transformador: Transforma la energía que se produce en el generador en

una corriente de baja intensidad, para transportarla a largas distancias de la central.

¿CÓMO FUNCIONA UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA?Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis y Kaplan se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.

Turbina Kaplan Turbina Francis Turbina PeltonLas turbinas hidráulicas se emplean para aprovechar la energía del agua en movimiento. La turbina Kaplan es semejante a una hélice de un barco. Las amplias palas o álabes de la turbina son impulsadas por agua de alta presión liberada por una compuerta. La turbina Pelton es un modelo del siglo XIX cuyo funcionamiento es más parecido al de un molino de agua tradicional. La rueda gira cuando el agua procedente del conducto forzado golpea sus paletas o álabes.Para la formación de un salto de agua es preciso elevar el nivel superficial de ésta sobre el nivel normal de la corriente, atajando el agua con una presa para producir el salto total utilizable en la misma presa o contribuir a este salto, derivando a la vez las aguas por un canal de derivación de menor pendiente que el cauce del río. Las aguas del canal de derivación hay que conducir las a las turbinas y, para ello, en los saltos menores de unos 12 m, el agua desemboca directamente en la cámara de turbinas y, en los saltos superiores a 12 m, termina en un ensanchamiento llamado cámara de presión desde donde parte la tubería a presión que en conducción forzada, lleva el agua a las turbinas.

El agua sale a gran presión por la tobera e impulsa los álabes que hacen girar un eje y el generador. A la salida de las turbinas, el agua pasa a un canal de desagüe por el que desemboca nuevamente en el río.

ENERGÍA SOLAR

La energía solar fotovoltaica consiste en la transformación directa de la radiación solar en energía eléctrica, , es decir, la obtención de electricidad a través de paneles fotovoltaicos. Esto se consigue aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores mediante las células fotovoltaicas. El material base para su fabricación suele ser el silicio. Cuando la luz del Sol (fotones) incide en una de las caras de la célula genera una corriente eléctrica que se suele utilizar como fuente de energía.

INSTALACIONES CONECTADAS A LA RED ELÉCTRICA

La corriente eléctrica generada por una instalación fotovoltaica puede ser vertida a la red eléctrica como si fuera una central de producción de energía eléctrica.

El consumo de electricidad es independiente de la energía generada por los paneles fotovoltaicos, el usuario sigue comprando la energía eléctrica que consume a la compañía distribuidora al precio establecido y además es propietario de una instalación generadora.Además, otra ventaja es que las compañías eléctricas están obligadas a comprar la energía producida. Algunas de las aplicaciones de estos sistemas son las siguientes:

Instalaciones en tejados, terrazas, etc… de viviendas que dispongan de conexión a la red de distribución eléctrica: Se aprovecha la superficie del tejado para colocar sistemas modulares de fácil instalación.

Plantas de producción: Son aplicaciones de carácter industrial que pueden instalarse en zonas rurales no aprovechadas  para otros usos (“huertas solares”, “cooperativas energéticas”) o sobrepuestas en grandes cubiertas de zonas urbanas (aparcamientos, zonas comerciales, etc…) o en cubiertas de naves industriales.

Integración en edificios: Consiste en la sustitución de elementos arquitectónicos convencionales por nuevos elementos arquitectónicos que incluyen el elemento fotovoltaico, y que por tanto son generadores de energía (recubrimientos de fachadas, muros cortina, parasoles, pérgolas, etc…)

Toda la energía producida por un sistema fotovoltaico se inyecta a la red a un precio de venta favorable, independientemente de la electricidad que se consuma.

INSTALACIONES AISLADAS DE LA RED ELÉCTRICAEstas instalaciones se emplean sobre todo en aquellos emplazamientos en los que no se tiene acceso a la red eléctrica y resulta más económico instalar un sistema fotovoltaico que tender una línea entre la red y el punto de consumo. La electricidad generada se destina a autoconsumo. Las principales aplicaciones de los sistemas aislados son:

Electrificación de viviendas y edificios, principalmente para iluminación y electrodomésticos de baja potencia

Alumbrado público Aplicaciones agropecuarias y ganaderas Bombeo y tratamiento de agua Antenas de telefonía aisladas de la red Señalización y comunicaciones

ENERGÍA SOLAR

La energía solar se fundamenta en el aprovechamiento de la radiación solar para la obtención de energía que podemos aprovechar directamente en forma de calor o bien podemos convertir en electricidad.

Calor: la energía solar térmica consiste en el aprovechamiento de la radiación que proviene del sol, para la producción de agua caliente, para consumo doméstico o industrial,

climatización de piscinas, calefacción de nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc.

ELECTRICIDAD:

Energía solar fotovoltaica permite transformar en electricidad la radiación solar a través de unas células fotovoltaicas o placas solares. La electricidad producida puede usarse de manera directa (por ejemplo para sacar agua de un pozo o para regar, mediante un motor eléctrico), o bien ser almacenada en acumuladores para usarse en las horas nocturnas. Incluso es posible inyectar la electricidad sobrante a la red general, obteniendo un importante beneficio.

La energía solar fotovoltaica tiene numerosas aplicaciones:

Funcionamiento de aparatos de consumo pequeño, calculadoras, relojes, etc.

Electrificación de viviendas o núcleos de población aislados.

Señalizaciones terrestres y marítimas.

Comunicaciones o iluminación pública.

Durante el presente año, el Sol arrojará sobre la Tierra cuatro mil veces más energía que la que vamos a consumir.

ENERGÍA HIDRÁULICA

La energía hidráulica tiene su origen en el "ciclo del agua", generado por el Sol, al evaporar las aguas de los mares, lagos, etc. Esta agua cae en forma de lluvia y nieve sobre la Tierra y vuelve hasta el mar, donde el ciclo se reinicia.

La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial asociada a los saltos de agua y a la diferencia de alturas entre dos puntos del curso de un río.

Las centrales hidroeléctricas transforman en energía eléctrica el movimiento de las turbinas que se genera al precipitar una masa de agua entre dos puntos a diferente altura y, por tanto a gran velocidad.

Hay diversos tipos de centrales hidroeléctricas en función de su tamaño.

LAS GRANDES CENTRALES HIDROELÉCTRICAS.

Three Gorges (18,460 MW) China. Itaipu (14,750 MW) Brasil/Paraguay. Raúl Leoni (Guri) (10,055 MW) Venezuela. Tucurui (8,370 MW) Brasil. Kashiwazaki-Kariwa (8,206 MW) Japón.

Grand Coulee (6,495 MW) USA Cañón del Pato ( 250 MW) Perú Mantaro ( 1000 MW) Perú Corina ( 9000 MW) Perú

LAS CENTRALES MINI HIDRÁULICAS O MINI CENTRALES. Éstas no requieren grandes embalses reguladores y por tanto su impacto ambiental es

mucho menor.

Las mini centrales hidroeléctricas están muy condicionadas por las peculiaridades y características que presente el lugar donde vayan a ser ubicadas.

Dependiendo del emplazamiento donde se sitúe la central, será necesaria la construcción de todos o sólo algunos de los siguientes elementos:

Azud, estructura transversal al cauce que embalsa el agua.

Toma de agua.

Canal de derivación, canal que conduce el agua hasta el edificio donde se encuentra la turbina.

Cámara de carga, recibe el agua procedente del canal de derivación.

Tubería forzada, sale de la cámara de carga y conduce el agua hasta la turbina.

Edificio central y equipamiento electro-mecánico, edifico donde está(n) la(s) turbina(s) y otro tipo de equipamientos.

Canal de descarga, recibe el agua que ya se ha turbinado.

Subestación y línea eléctrica.

Existen varias clasificaciones de este tipo de instalaciones, en función de distintos parámetros, como son la ubicación o según el uso que hagan del caudal que utilizan.

Teniendo en cuenta este último parámetro, podemos hablar de:

Las de regulación: almacenan el agua y la turbinan en determinados momentos.

Las fluyentes: no almacenan agua y turbinan el caudal que circula por el río en cada instante.

Aunque todos los elementos que conlleva la construcción de este tipo de instalaciones sobre los ríos, tienen impactos más o menos severos, la construcción del azud, genera, sin duda, los mayores cambios sobre el río o arroyo sobre el que se construyan.

ENERGIA NO RENOVABLE

Energías no renovables son aquellas fuentes de energía que tienen un carácter limitado en el tiempo y cuyo consumo implica su desaparición en la naturaleza sin posibilidad de renovación (En algún momento, se acabarán, y tal vez sea necesario disponer de millones de años de evolución similar para contar nuevamente con ellos).

Son aquellas cuyas reservas son limitadas y se agotan con el uso.

Sus características principales son:

Generan emisiones y residuos que degradan el medio ambiente. Son limitadas. Provocan dependencia exterior encontrándose exclusivamente en determinadas

zonas del planeta. Crean menos puestos de trabajo en relación al volumen de negocio que generan. Conseguir su control provoca conflictos por su interés estratégico militar.

CLASIFICACIONLas energías no renovables pueden ser agrupadas en dos grandes grupos:

COMBUSTIBLES FÓSILES Los combustibles fósiles se pueden utilizar en forma sólida (carbón), líquida (petróleo) o gaseosa (gas natural). Carbón - Fuente energética característica del periodo industrialista inicial

sustituida durante el siglo XX por otras fuentes no renovables, principalmente el petróleo.

Petróleo - Fuente energética por excelencia a lo largo de todo el siglo XX siendo actualmente la fuente primaria a nivel mundial. El agotamiento de sus reservas se encuentra cercano y la variación en sus precios y el acaparamiento por parte de los países productores del mismo genera tensiones a nivel mundial que están afectando notablemente a la economía del planeta. Son destacables también sus aspectos contaminantes en los procesos de producción, transporte y consumo. 

Gas Natural - Sus dificultades para poder ser almacenado y transportado hicieron que no se considerase en un principio, aunque la necesidad de investigar energías alternativas a las existentes hicieron posible su utilización mediante redes de gas natural, actualmente distribuidas en todo el mundo, y medios de transporte marítimo adecuados para tal fin. Puede ser considerado el combustible fósil más limpio, con la menor cantidad de emisiones de CO2 y producción nula de partículas sólidas. Su rendimiento energético es elevado lo que permite una mayor producción de energía con menor cantidad de combustible. Su consumo va en aumento pudiendo considerarse dentro de su condición de fuente no renovable el más sostenible dentro de las alternativas existentes. Ocupa el segundo lugar en el porcentaje de consumo después del petróleo.

Ventajas Son fáciles de extraer. Su gran disponibilidad. Su gran continuidad. Son baratas, en comparación con otras fuentes de energía.

Desventajas Su uso produce la emisión de gases que contaminan la atmósfera y resultan

tóxicos para la vida. Se produce un agotamiento de las reservas a corto o medio plazo Al ser utilizados contaminan más que otros productos que podrían haberse

utilizado en su lugar.

La energía más utilizada en el mundo es la energía fósil. Si se considera todo lo que está en juego, es de suma importancia medir con exactitud las reservas de combustibles fósiles del planeta. Se distinguen las “reservas identificadas” aunque no estén explotadas, y las “reservas probables”, que se podrían descubrir con las tecnologías futuras. Según los cálculos, el planeta puede suministrar energía durante 40 años más (si sólo se utiliza el petróleo) y más de 200 (si se sigue utilizando el carbón).

COMBUSTIBLES NUCLEARES

Producida en las centrales nucleares a partir del Uranio, mineral radiactivo limitado y escaso, es la fuente no renovable que genera un mayor rechazo social a pesar de que su consumo es uno de los menos representativos, sólo un 5% de las fuentes no renovables.Los procesos de producción del combustible nuclear que comprenden la minería, refinado, purificado, su utilización y el tratamiento final de residuos, conforman en su conjunto el denominado ciclo del combustible nuclear.

El proceso más utilizado y conocido es la fisión nuclear (división de núcleos atómicos pesados). El combustible nuclear más común, está formado por elementos fisibles como el Uranio, Otro proceso nuclear que puede ser utilizado es la fusión nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos). En dicho proceso se utilizan como combustible el tritio y el deuterio.

Ventajas Produce mucha energía de forma continua. No genera emisiones de gases de efecto invernadero durante su funcionamiento.

Desventajas Su combustible es limitado. Genera residuos radiactivos activos durante miles de años. Puede ocasionar graves catástrofes medioambientales en caso de accidente. Algunas de ellas no están suficientemente desarrolladas tecnológicamente. Incrementa el efecto invernadero en la atmósfera de la tierra.

Forma de energía que resulta de liberar el calor de un combustible para mover un alternador y producir energía eléctrica.

Desde la antigüedad, el hombre ha necesitado generar energía térmica para cubrir sus necesidades de abrigo, alimentación, iluminación, fabricación de herramientas, y también para resolver todos aquellos problemas que no puede afrontar con el sólo uso de su fuerza física, como accionar medios de transporte, maquinarias de carga, armamento, etc.

La energía termoeléctrica puede usar como combustibles productos fósiles como petróleo, carbón o gas natural (ciclo combinado), átomos de uranio, en el caso de la energía nuclear, y energía solar para la generación solar-termoeléctrica.