ENERGIA SOLAR

1. ENERGIA SOLAR

2. La energía solar es la energía producida por el sol y que es convertida a energía útil por el ser humano, ya sea para calentar algo o producir electricidad (como sus principales aplicaciones).

3. Cada año el sol arroja 4 mil veces más energía que la que consumimos, por lo que su potencial es prácticamente ilimitado. • La intensidad de energía disponible en un punto determinado de la tierra depende, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor. • Actualmente es una de las energías renovables más desarrolladas y usadas en todo el mundo.

4. ¿De qué manera convertimos la energía solar en energía útil para su uso cotidiano?. • Esta energía renovable se usa principalmente para dos cosas, aunque no son las únicas, primero para calentar cosas como comida o agua, conocida como energía solar térmica, y la segunda para generar electricidad, conocida como energía solar fotovoltaica. • Los principales aparatos que se usan en la energía solar térmica son los calentadores de agua y las estufas solares.

5. Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de lo que se conoce como paneles solares, las cuales son las encargadas de transformarla energía eléctrica.

6. Sus usos no se limitan a los mencionados aquí, pero estas dos utilidades son las más importantes. Otros usos de la energía solar son: • Potabilizar agua • Estufas Solares • Secado • Evaporación • Destilación • Refrigeración

7. El efecto fotoeléctrico: • La luz del sol está compuesta por fotones, y estos fotones tienen una energía que viene determinada por la longitud de onda de la luz emitida. Pues bien, si la energía de estos fotones es superior a un valor mínimo, un fotón, al chocar contra un átomo de un material, será capaz de extraer un electrón del núcleo del átomo. Es decir, se transforma la energía de la luz, en energía eléctrica, ya que se produce una corriente de electrones.

8. Radiación • Chihuahua está ubicada geográficamente en una de las regiones con mejor radiación solar en el mundo • De acuerdo a estudios realizados la radiación de Chihuahua puede generar alrededor de 6kw/h por metro cuadrado en promedio durante el día. Radiación por Localidad W/m2 Desierto de Atacama, Sudamérica 275 Medio Este, Arabia 270 Australia, Great Sandy 265 África, Sahara 260 Chihuahua 220 China, TaklaMakanDesierto 210

9. BIOMASA I.E.S. JAIME GIL de BIEDMA

10. La biomasa es la energía solar convertida por la vegetación en materia orgánica; esa energía la podemos recuperar por combustión directa o transformando la materia orgánica en otros combustibles. I.E.S. JAIME GIL de BIEDMA

11. MÉTODOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA Distinguimos dos grandes grupos de transformaciones: - Transformacionestérmoquímicas - Combustión - Pirólisis - Transformaciones biológicas - Fermentación alcohólica - Fermentación metánica

12. LA COMBUSTIÓN Lo que comunmente llamamos quema de la biomasa (o hablando más cientificamente la oxidación de ésta por el oxígeno del aire), libera simplemente agua y gas carbónico y calor, que puede servir para la calefacción doméstica o para la producción de calor industrial. BIOMASA + O2 CO2 + H2O + CALOR

13. LA PIRÓLISIS. Combustión incompleta de la biomasa en ausencia de oxigeno, a unos 500 grados centígrados. Se utiliza desde hace mucho tiempo para producir carbón vegetal. Aparte de este, la pirólisis lleva a la liberación de un gas pobre, mezcla de monóxido y dióxido de carbono, de hidrógeno y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de débil poder calórico, puede servir para accionar motores diesel, o para producir electricidad, o para mover vehículos. BIOMASA + CALOR CO2 + CO + H2 + CXHY I.E.S. JAIME GIL de BIEDMA

14. LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA Es una técnica empleada desde muy antiguo con los azúcares, que puede utilizase también con la celulosa y el almidón, a condición de realizar una hidrólisis previa (en medio ácido) de estas dos sustancias. Pero la destilación, que permite obtener alcohol etílico prácticamente anhidro, es una operación muy costosa en energía. En estas condiciones la transformación de la biomasa en etanol y después la utilización de este alcohol en motores de explosión, tienen un balance energético global dudoso. A pesar de esta reserva, ciertos países (Brasil, E.U.A.) tienen importantes proyectos de producción de etanol a partir de biomasa con un objetivo energético (propulsión de vehículos)

15. LA FERMENTACIÓN METÁNICA Es la digestión anaerobia de la biomasa por bacterias. Es idónea para la transformación de la biomasa húmeda (mas del 75% de humedad relativa).En los fermentadores, o digestiones, la celulosa es esencialmente la sustancia que se degrada en un gas, llamado comunmente biogas. El biogas puede obtenerse de dos formas: Extrayendo y canalizando el gas formado en los vertederos sellados. En biodigestores cuyo problema principal consiste en la necesidad de calentar el equipo, para mantenerlo en la temperatura optima de 30-35 grados centígrados. No obstante, el empleo de éstos es un camino prometedor hacia la autonomía energética de las explotaciones agrícolas, por recuperación de las deyecciones y camas del ganado.

16. BIOGAS Con el termino biogas se designa a la mezcla de gases resultantes de la descomposición de la materia orgánica realizada por acción bacteriana en condiciones anaerobias. El metano, principal componente del biogas, es el gas que le confiere las características combustibles al mismo. El valor energético del biogas por lo tanto estará determinado por la concentración de metano - alrededor de 20 – 25 MJ/m3, comparado con 33 – 38MJ/m3 para el gas natural.

17. COMPONENTES DEL BIOGAS Los principales componentes del biogas son el metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2). Aunque la composición del biogas varia de acuerdo a la biomasa utilizada, su composición aproximada se presenta a continuación: I.E.S. JAIME GIL de BIEDMA

18. BIODIGESTORESDE UNA GRANJA PORCINA I.E.S. JAIME GIL de BIEDMA

19. ENERGIA EOLICA

20. La energía eólica procede de la energía del sol (energía solar), ya que son los cambios de presiones y de temperaturas en la atmósfera los que hacen que el aire se ponga en movimiento, provocando el viento, que los aerogeneradores aprovechan para producir energía eléctrica a través del movimiento de sus palas (energía cinética).

21. Para que la energía eólica se establezca en una localización concreta, mediante parques eólicos, el lugar de instalación debe cumplir una serie de requisitos.

22. Para empezar a evaluar el terreno donde irán instalados los aerogeneradores, primero hay que realizar una campaña de medición de viento a diferentes alturas (tanto dirección del viento, como velocidad de viento; esto es conocido como la rosa de los vientos) que durará como mínimo un año. • De esta manera, se sabrá cómo debe ser la disposición de los aerogeneradores para obtener la mayor energía eólica posible. Además, esta campaña de medición servirá para corroborar que la ubicación es adecuada para instalar un parque eólico.

23. Los requisitos fundamentales para un emplazamiento son: • Más de 2.000 horas de producción eólica equivalente a potencia máxima (horas equivalentes). • Respetar la avifauna del entorno, estableciendo si es preciso un paso para aves migratorias entre grupos de aerogeneradores. • Lejanía de más de un kilómetro con núcleos urbanos para evitar la contaminación acústica de los parques eólicos. • La energía eólica debe estar instalada en suelo no urbanizable, generalmente. • No interferencia con señales electromagnéticas del entorno, ya que señales de televisión, radio o telefonía se pueden ver perjudicadas si no se instalan otros dispositivos que lo eviten.

24. TIPOS DE AEROGENERADORES

25. Aerogenerador de eje vertical: • Es el concepto original de aerogenerador dentro de la energía eólica, ya que permite colocar el tren de potencia (multiplicadora, generador eléctrico, etc) en la base del aerogenerador, facilitando así la instalación de estos aerogeneradores. Las palas de este aerogenerador están girando en un plano paralelo al suelo.

26. Aerogenerador de eje horizontal: • Es el concepto para producir energía eólica que se ha implantado a lo largo de los años. Consiste en colocar el tren de potencia en la parte superior junto al eje de giro de la turbina eólica. Las palas de este aerogenerador están girando en un plano perpendicular al suelo.

27. POR POTENCIA • También, los aerogeneradores se pueden clasificar por la potencia, existiendo la energía mega eólica (con aerogeneradores de más de 5 Mw), mini eólica (con aerogeneradores de menos de 200 kw) y energía eólica normal.

28. Energía Mareomotriz.

29. La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica. Esta es una forma energética más útil y aprovechable.

30. El sistema consiste en aprisionar el agua en el momento de la alta marea y liberarla, obligándola a pasar por las turbinas durante la bajamar. Sus movimientos hacen que también se muevan las turbinas de unos generadores de corrientes situados junto a los conductos por los que circula el agua.

32. Este movimiento de ascenso y descenso de las aguas del mar se produce por las acciones atractivas del Sol y de la Luna.

33. Esquema de una central mareomotriz.

34. El tipo de turbina mas utilizada en este tipo de central mareomotriz es la de bulbo por su capacidad para aprovechar pequeños saltos pero de gran caudal.

35. Ventajas y desventajas de la energía mareomotriz.

36. Ventajas • Auto renovable. Su obtención es infinita y siempre se usa la misma materia prima sin consumirse. • No contaminante. Solo usa la energía cinética como obtención de energía por lo que no tiene emisiones. • Silenciosa. No produce mas sonido que el que hace el movimiento de la materia prima que es el mismo que comúnmente.

37. Bajo costo de materia prima. No requiere mas materia prima que el agua que pasa por estas por lo que no tiene costo. • No concentra población. No requiere de muchos personas para operar las centrales. • Disponible en cualquier clima y época del año. La situación del clima y la época no cambia la marea por lo que funciona de igual manera.

38. Desventajas • Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero. La central requiere una cortina lo cual hace que no se vea estético. • Localización puntual. Para el mejor aprovechamiento de las mareas se requiere que las centrales se pongan en lugares específicos. • Dependiente de la amplitud de la marea. Depende 100% de la marea, que tanto suba o baje.

39. Traslado de energía muy costoso. Es muy costoso trasladar la energía generada a las poblaciones o ciudades. • Efecto negativo sobre la flora y fauna. Los diques no permiten pasar el agua haciendo que esta se estanque y no llegue a alimentar la flora y fauna del medio. • Limitada. La energía generada se limita a un máximo que es la que la marea puede generar, por lo que mas que eso no puede ser generado por este medio

40. Centrales Mareomotrices en Operación