ENERGÍAS ALTERNATIVAS

1. ENERGÍAS ALTERNATIVAS CONTRIBUYEN CON UN PORCENTAJE BAJO AL TOTAL DE UTILIZACIÓN DE FUENTES DE ENERGÍA CARÁCTER RENOVABLE PROCEDEN DIRECTA O INDIRECTAMENTE DEL SOL NO CONTAMINANTES SU PRODUCCIÓN DEPENDE DE LAS CONDICIONES METEOROLÓGICAS O DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA

2. FUENTES DE ENERGÍA ALTERNATIVAS • SOLAR - Solar térmica - Solar fotovoltaica • EÓLICA • GEOTÉRMICA - De alta temperatura . De baja temperatura • BIOMASA Y R.S.U. • DEL MAR - De las mareas (meremotriz) - De las olas - Aprovechamiento de las diferencias térmicas oceánicas

3. ENERGÍA SOLAR Energía que llega a la tierra en forma de radiación electromagnética procedente de las reacciones de fusión que tienen lugar en el Sol. - Radiación en las capas altas de la atmósfera: 1,35 KW/m2 FILTRADO DE LA ATMÓSFERA - Radiación media en la superficie de la tierra: 0,9 kW/m2 Aunque esta energía llega continuamente, la incidencia en una zona determinada depende de: • La latitud. • La estación del año • La hora del día • Situación atmosférica: existencia de nubes, agentes contaminantes, etc

5. Conversión térmica Conversión fotovoltaica APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR

6. CONVERSIÓN TÉRMICA De baja temperatura Se lleva a cabo mediante colectores planos basados en el efecto invernadero Tª hasta 80 ºC Aplicaciones: • Calefacción de viviendas • Agua caliente • Climatización de piscinas • Invernaderos • Desalinización

7. CONVERSIÓN TÉRMICA De media temperatura Mediante colectores de concentración que reflejan la luz solar concentrándola en un punto (disco parabólico) o en una línea (cilindro parabólico) Tª hasta 300 ºC Aplicaciones: • Producción de vapor

8. OBTENCIÓN DE AGUA CALIENTE

9. CONVERSIÓN TÉRMICA De alta temperatura 1.-Hornos solares: un gran espejo parabólico concentra en su foco los rayos reflejados desde un cierto número de espejos parabólicos (heliostatos) convenientemente dispuestos Tª hasta 6.000 ºC Aplicaciones: • Ensayo de materiales - Resistencia al calor - Tª de fusión

10. CONVERSIÓN TÉRMICA De alta temperatura 2.-Centrales solares (heliotérmicas):transforman la energía solar en calor (vapor) y este en electricidad al mover una turbina Tipos: Central de colectores distribuidos: un fluido caloportador atraviesa sucesivamente varios colectores de concentración aumentando su temperatura Central de torre: (colector central): un grupo de espejos (heliostatos) reflejan la radiación solar en un único receptor central situado en una torre. Aplicaciones: • Producción de energía eléctrica

11. CENTRAL DE COLECTORES DISTRIBUIDOS

12. CENTRAL DE TORRE

13. APROVECHAMIENTO PASIVO DE LA ENERGÍA SOLAR Aprovechamiento de la energía solar sin que intervenga ningún dispositivo. • En un recinto debidamente orientado se puede crea efecto invernadero mediante un cristal, plástico etc • El recinto se calienta pudiéndose acumular este calor en algún depósito, por ejemplo agua, • También se puede utilizar para refrigerar Aplicaciones: - Climatización de viviendas. - Invernaderos. - Desalación y depuración de agua

14. REFRIGERACIÓN Y CALEFACCIÓN DE UNA VIVIENDA MEDIANTE ENERGÍA SOLAR PASIVA

15. CONVERSIÓN FOTOVOLTAICA La energía radiante se transforma directamente en energía eléctrica (corriente continua) en las células solares o fotovoltaicas Células: • Células de material semiconductor • Varias células constituyen un panel • Varios paneles constituyen un bastidor • Cada célula proporciona de 0,5 a 0,6 V, por lo que se combinan varias en serie, paralelo o mixto. • Rendimiento muy bajo (no más del 25%) • Producen corriente continua acumulable en baterías

16. CONVERSIÓN FOTOVOLTAICA APLICACIONES: • Pequeñas instalaciones en viviendas • Dispositivos remotos: satélites, teléfonos de carretera, farolas, etc • Centrales solares fotovoltáicas.

17. Un proyecto futurista propuesto para producir energía a gran escala propone situar módulos solares en órbita alrededor de la Tierra. En ellos la energía concentrada de la luz solar se convertiría en microondas que se emitirían hacia antenas terrestres para su conversión en energía eléctrica. Para producir tanta potencia como cinco plantas grandes de energía nuclear (de mil millones de vatios cada una), tendrían que ser ensamblados en órbita varios kilómetros cuadrados de colectores, con un peso de más de 4000 t; se necesitaría una antena en tierra de 8 Km de diámetro. Se podrían construir sistemas más pequeños para islas remotas, pero la economía de escala supone ventajas para un único sistema de gran capacidad. PROYECTO FUTURISTA

18. VENTAJAS E INCONVENIENTES VENTAJAS • Gratuita • Inagotable • No contaminante INCONVENIENTES • Ocupa una gran superficie de terreno • Poca producción y carácter irregular. • Limitada a zonas y países con elevado número de horas de sol • Costes de instalación altos. • Bajo rendimiento • Impacto medioambiental (contaminación paisajística)

19. ENERGÍA SOLAR EN ESPAÑA Características • Buenas posibilidades debido al gran número de horas de sol • Producción en 2003 inferior al 0,1% de la energía total. • Proliferación de “huertos solares” (30 KW) • Poco desarrollada. • Instalaciones pequeñas. • Muchos proyectos tanto de centrales térmicas como fotovoltáicas.

20. ALGUNAS CENTRALES RELEVANTES PLATAFORMA SOLAR DE ALMERÍA (Tabernas) • Dos centrales de torre de 1,2 MW • Una central de colectores distribuidos de 0,5 MW CENTRAL FOTOVOLTÁICA TOLEDO PV (Puebla de Montalbán) • Unos 8.000 paneles solares en 8.000 m2 • Potencia de 1 MW CENTRAL FOTOVOLTÁICA DE SAN AGUSTÍN DE GUADALIX (Madrid) • Superficie: 955 m2 • Potencia: 0,1 MW

21. CENTRAL DE COLECTORES DISTRIBUIDOS CENTRAL DE TORRE

22. ENERGÍA EÓLICA • Energía del viento, es decir, energía cinética de masas de aire que se mueven desde las zonas de altas hacia las de bajas presiones, provocadas por calentamientos desiguales en la atmósfera. Procede indirectamente del sol. • Del total de la energía del viento, solamente una pequeña parte se disipa en la capa de la atmósfera situada hasta una altura de 1Km. • La energía eólica disponible y aprovechable a nivel del suelo se estima en varias veces el consumo actual mundial de energía.

23. PASADO Navegación a vela. Extracción de agua Movimiento de máquinas. Molido de grano ACTUAL Bombeo de agua. Producción de electricidad mediante aerogeneradores APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA EÓLICA

24. MÁQUINAS EÓLICAS Dispositivos que aprovechan la energía del viento transformándola en energía mecánica o eléctrica. CONDICIONANTES PARA SU EMPLAZAMIENTO. • La velocidad media del viento (ya que la potencia es proporcional al cubo de la velocidad • La continuidad (que sople el viento con cierta regularidad). • La estabilidad (lugares altos libres de turbulencias)

25. MÁQUINAS EÓLICAS DE EJE HORIZONTAL LENTAS. • MOLINOS DE VIENTO CLÁSICOS (En desuso) • MOLINO AMERICANO. • 0,5 A 50 Kw • 12 a 24 aspas • Arranque con vientos de 2 a 3 m/s • Plena potencia vientos de 5 m/s Aplicaciones Sacar agua de pozos Electricidad a granjas y viviendas aisladas

26. MÁQUINAS EÓLICAS DE EJE HORIZONTAL RÁPIDAS. • AEROGENERADOR O TURBINA EÓLICA • Potencias: 100 a 2.000 Kw • Nº de palas: 1 a 4 • Arranque con vientos de 9 m/s • Plena potencia vientos de 15 m/s • Rendimiento: 10 a 50% • El rendimiento disminuye cuanto mayor es el número de palas debido a las turbulencias. • A menor número de palas menor par de arranque y es necesaria una mayor superficie por pala y una mayor velocidad de giro para obtener la misma potencia. • La aeroturbina de tres palas es la que se está imponiendo.

27. MÁQUINAS EÓLICAS DE EJE HORIZONTAL ELEMENTOS COMPONENTES DEL AEROGENERADOR. El rotor: 2 a 4 palas de perfil aerodinámico de fibra de vidrio o de carbono de hasta 40m de longitud. Hace girar el eje del alternador. Góndola: contiene el alternador y los dispositivos automáticos que regulan el ángulo de inclinación de las palas y la orientación del rotor respecto al viento. Torre: suele ser un tubo de 2 a 4m de diámetro y hasta 80 m de altura. Dispone de toma de tierra y carga de frenado (volante de inercia). Soporta la góndola y el rotor. APLICACIONES. Producción de electricidad en corriente alterna. Varias aeroturbinas forman un parque eólico

28. MÁQUINAS EÓLICAS DE EJE HORIZONTAL UNA PALA DOS PALAS TRES PALAS

29. MÁQUINAS EÓLICAS DE EJE VERTICAL CARACTERÍSTICAS • Potencias bajas. • Están menos desarrolladas y se usan poco. • No tienen par de arranque, por lo que necesitan algún mecanismo que las ponga en marcha. • No necesitan dispositivos de orientación, ya que por simetría siempre están orientadas al viento, es decir, aprovechan todos los vientos (máquinas panémonas) • Ofrecen menos problemas de resistencia y vibraciones estructurales (son más estables).

30. AEROTURBINA DARRIEUS AEROTURBINA SAVONIUS MÁQUINAS EÓLICAS DE EJE VERTICAL

31. VENTAJAS E INCONVENIENTES VENTAJAS • Gratuita • Inagotable • No contaminante INCONVENIENTES • Al ser el aire un fluido de poca densidad las máquinas deber ser muy grandes y caras. • Producción irregular, dependiente del viento y su velocidad que puede variar bastante.. • Limitada a zonas o emplazamientos con determinadas características de viento y libres de turbulencias. • Impacto medioambiental: contaminación paisajística, ruido y efectos sobre el vuelo de las aves. • Las aspas de los aerogeneradores pueden ser dañadas por el viento ya que este transporta partículas abrasivas.

32. ENERGÍA EÓLICA EN ESPAÑA • España es uno de los primeros productores eólicos del mundo habiendo pasado de menos de 2.000 MW instalados hacia el año 2.000 a más de 10.000 MW de potencia en la actualidad, superando a la nuclear. • España es también potencia mundial en tecnología de aerogeneradores, construyéndose máquinas de hasta 2 MW de potencia. • Se construyen continuamente nuevos parques eólicos de 30 a 50 MW. (también en el mar) • La participación en la producción de electricidad de esta fuente renovable comienza a tener gran relevancia

33. ENERGÍA EÓLICA EN ESPAÑA

34. ENERGÍA EÓLICA EN LA UE

35. PARTICIPACIÓN POR FUENTES EN LA PRODUCCIÓN ELÉCTRICA DE ESPAÑA

36. POTENCIA INSTALADA 2004

37. OBJETIVO POR REGIONES

38. ENERGÍA EÓLICA EN CASTILLA-LA MANCHA • Castilla-La Mancha es una potencia autonómica dentro de España, siendo una de las primeras regiones por producción y por potencia instaladas (en torno a 2.000 MW). • La eólica contribuye con más de un 10% a la producción y consumo de energía primaria total en la región y con un 20% en la producción de electricidad. • Se construyen continuamente nuevos parques eólicos de 30 a 50 MW, ya que existen en la región muchos emplazamientos con vientos fuertes y constantes. • En el año 2006, la producción aumento en más de un 25% con respecto al año

39. ENERGÍA EÓLICA EN CASTILLA-LA MANCHA La eólica es la fuente renovable más importante de Castilla-La Mancha

40. ENERGÍA GEOTÉRMICA • Aprovechamiento del calor almacenado en el interior de La Tierra como consecuencia de: • Aumento de la temperatura ligado a un aumento de profundidad. • Fenómenos de vulcanismo, movimientos sísmicos o formaciones geológicas. • Radiactividad natural • El calor puede: • Transmitirse por conducción a la superficie y disiparse en la atmósfera. • Quedar retenido debido a la mala conductividad térmica de determinadas rocas del subsuelo. • Calentar el agua que se infiltra y que puede acumularse en depósitos impermeables o bien brotar a la superficie en forma de: • - Aguas termales (manantiales) • - Surtidores de agua, vapor de agua y gases (geiseres, fumarolas)

41. DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS EN EL INTERIOR DE LA TIERRA

42. ENERGÍA GEOTÉRMICA MANIFESTACIONES • Salida de agua caliente (fuentes termales) • Salida de agua caliente, vapor de agua y gases (geiseres, fumarolas) • Depósitos de agua caliente en el interior de la corteza terrestre. • Rocas calientes (sin acuífero) en el interior de la corteza terrestre EMPLAZAMIENTOS • Normales: aumentos de temperatura de 3 ºC cada 100m de profundidad. (geotermia de baja temperatura) • Especiales: aumentos de temperatura de 15 a 20ºC por cada 100m. (geotermia de alta temperatura) Son emplazamientos geológicamente inestables, con actividad sísmica, volcanes, formación de cordilleras, etc

44. GEOTERMIA Aprovechamiento de la energía geotérmica. TIPOS GEOTERMIA DE BAJA TEMPERATURA. • Tª < 150 ºC • Aplicaciones: agua caliente, calefacción, bombas de calor, balnearios …. GEOTERMIA DE ALTA TEMPERATURA. • Tª > 150 ºC • Aplicaciones: producción de electricidad.

45. MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN 1.- Aprovechamiento de agua líquida o vapor de agua que fluye a la superficie 2.- Extracción de agua caliente atrapada por rocas impermeables perforando un pozo 3.- Si no hay acuífero, fragmentación de las rocas calientes, inyección de agua fría por un pozo y extracción de agua caliente por el otro.

46. TIPOS DE YACIMIENTOS

47. TIPOS DE YACIMIENTOS Yacimiento de alta temperatura con acuífero • Zona geológicamente inestable • Flujo calorífico anómalo • Roca almacén permeable • Cubierta impermeable

48. YACIMIENTO DE ALTA Tª SIN ACUÍFERO YACIMIENTO DE BAJA Tª Solo es necesario un yacimiento permeable capaz de contener fluido caliente TIPOS DE YACIMIENTOS

49. VENTAJAS E INCONVENIENTES VENTAJAS • Gratuita • Prácticamente inagotable. • No contaminante • Suministro regular (abastecimiento continuo) INCONVENIENTES • Impacto ambiental derivado de la instalación de centrales. • Riesgo al que se encuentran expuestas las instalaciones debido a la elevada actividad geológica de las zonas de aprovechamiento. • Limitada a zonas o emplazamientos con determinadas características. (existencia de acuíferos, elevado gradiente térmico en relación a la profundidad, etc.)

50. LA ENERGÍA GEOTÉRMICA EL MUNDO Para algunos países, la producción geotermoeléctrica representa una fracción importante de su producción eléctrica total: