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TEMA 4: ENERGÍAS RENOVABLES, 4.9 IMPACTO MEDIOAMBIENTAL, 4.2. ENERGÍA…
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4.2. ENERGÍA SOLAR
Transforma la E. de las reacciones de fusión nuclear que ocurren en el Sol y que llegan en ondas electromagnéticas en:
E. térmica o calorífica: a través de colectores planos, aprovechamiento pasivo u hornos solares.
E. eléctrica: a través de colectores cilíndrico-parabólicos, placas fotovoltaicas o campos helióstatos.
COLECTORES PLANOS
Un cuerpo al Sol absorbe calor. Ese es el funcionamiento de un colector. Un colector es una caja metálica por la que circulan una serie de tuberías con agua. Dicha caja tiene un cristal en la cara superior y está todo pintado de negro (absorbe más los rayos). Orientado hacia el Sol.
Hasta 35 ºC (sin aislamiento): climatización de piscinas, secaderos...
Hasta 60º C (aislamiento con vidrio): calefacción, agua caliente sanitaria...
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APROVECHAMIENTO PASIVO
Invernaderos: parte de la idea de que el plástico deja pasar los rayos solares, pero cuando estos rebotan en el suelo (varía longitud de onda) el plástico los retiene, acumulando calor.
Desalinizadoras de agua marina: dos cavidades bajo un cristal de 45º. En una de ellas hay agua salada y un reflector, que refleja los rayos y evapora el agua (dejando la sal en el fondo). Ese vapor pasa a la otra cavidad (más fría) y se condensa en agua dulce.
HORNO SOLAR
Gran estructura parabólica que permite reflejar todos los rayos solares que inciden en la gran superficie en un determinado punto. Alcanza enormes temperaturas (hasta 4000ºC) y se usa para la investigación (fusión de metales, etc.). Destaca el de Odeilllo (Francia)
PLACAS FOTOVOLTAICAS
Placas formadas por células solares hechas a base de silicio. Estas células generan una pequeña corriente (0.58V) cuando reciben rayos solares. Al colocar varias células en serie, obtenemos una corriente mayor (18 V 2 A). Rendimiento 25%. Mayor T, menor R.
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CAMPOS HELIÓSTATOS
Consiste en una caldera a la que le llega el reflejo de los rayos desde numerosos espejos o helióstatos. En esa caldera hay un fluido que se calienta y transfiere la energía al generador de vapor, donde hay agua que se evapora, moviendo una turbina-alternador que genera electricidad. Después el vapor restante se condensa y se repite el ciclo. Hasta 600ºC.
4.7. ENERGÍA DE LAS OLAS
Esta energía busca obtener electricidad a partir de la energía de las olas. Sin embargo, hay algunos inconvenientes, ya que las estructuras deben ser muy resistentes y causan un gran impacto ambiental.
PROYECTOS
Cilindro de Bristol: tenemos una estructura fija al suelo que consta de un cilindro, el cual se mueve hacia arriba y abajo con las olas. Ese movimiento se transmite a las bombas, que bombean agua a gran presión, la cual se usa para obtener electricidad a través de una turbina hidráulica.
Pato de Salter: tenemos un gran eje de hormigón, y unidos a este unas estructuras móviles o flotadores con forma de ala de pato que giran sobre el eje y producen una corriente eléctrica gracias al generador que tienen incorporado.
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4.3. ENERGÍA EÓLICA
Transforman la energía cinética del viento (producido por la energía solar (2%) que calienta una masa de aire haciendo que se eleva y que otra ocupe su lugar, el movimiento de la Tierra, condiciones atmosféricas...) en energía eléctrica. Para ello, buscamos que la energía cinética del aire mueva el rotor de un aerogenerador que está conectado a un alternador. Aunque antes también se usaba la energía eólica en los barcos de vela... Además, solo somos capaces de aprovechar los vientos cercanos a la superficie.
AEROGENERADORES
DE EJE HORIZONTAL
Son las máquinas más avanzadas en cuanto a tecnología y comercio. Tienen su eje paralelo al viento para que se muevan sus palas y el eje.
De potencia baja o media (hasta 50 kW): muchas aspas, uso para bombeo de agua o suministro complementario de electricidad en una casa. Inicio: 2 m/s. Rendimiento máximo: 5 m/s
De potencia alta (+50 kW): pocas aspas, producción de grandes cantidades de electricidad en los parque eólicos. Inicio: 5 m/s. Rendimiento máximo: 15 m/s.
DE EJE VERTICAL
Son máquinas menos avanzadas y escasas, pero tienen numerosas ventajas. Por ejemplo, siempre están orientadas porque son simétricas, y tienen menos problemas de resistencia y vibraciones.
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4.4. BIOMASA
La biomasa es el conjunto de materia orgánica (procedencia animal, vegetal o resultante de una transformación natural o artificial) de origen no fósil. La biomasa tiene un gran volumen y un bajo rendimiento. Por ello, se transforma en combustible para sacar energía de ella.
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4.5. ENERGÍA GEOTÉRMICA
Es aquella energía que aprovecha la energía calorífica procedente del interior de nuestro planeta. Esta energía podría ser una solución a los problemas energéticos, de modo que cada casa tuviera dos orificios muy profundos y cercanos, de manera que en uno entrara agua fría y del otro saliera agua caliente. Sin embargo, solo es eficaz en algunas zonas de la Tierra donde se dan casos excepcionales.
YACIMIENTOS
En este tipo de energía se usa el agua para absorber el calor del interior de la Tierra, y posteriormente transformar ese calor en electricidad (principalmente). Según de donde se extraiga el agua, distinguimos:
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Yacimientos de roca caliente: formados por rocas que están a enormes temperaturas. Entonces se introduce agua fría, que se calienta con el calor de las rocas y después se extrae.
4.6. ENERGÍA MAREOMOTRIZ
Esta energía se usa en aquellas zonas de la costa en las que hay grandes subidas y bajadas de mareas. Este movimiento se emplea para generar una corriente eléctrica.
FUNCIONAMIENTO
1º Tenemos un dique en la orilla del mar. Bajo ese dique hay una serie de compuertas tras las cuales hay unas turbinas.
2º Si la marea sube, la compuerta estará cerrada hasta la pleamar. En ese momento se abre y esa masa de agua pasa al otro lado del dique moviendo la turbina-alternador.
3º Cuando la marea empieza a bajar, se cierra la compuerta hasta la bajamar. En ese momento, se abre y la masa de agua se devuelve con el resto volviendo a pasar por la turbina-alternador.
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CONDUCTOS
Compuertas: permiten liberar el agua sin que pasen por la sala de máquinas. Se usan por razones de riego o seguridad.
Tuberías de conducción: llevan el agua del embalse a la turbina. Tenemos la toma de agua, 1/3 altura de la presa para que los fangos no entren. Además, posee una rejilla. Por otro lado, está la chimenea de equilibrio, pequeño depósito donde hay agua embalsada. Está conectado a las tuberías para evitar las variaciones de presión en el agua cuando se regula el caudal.
SALA DE MÁQUINAS
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Alternadores: en las Pelton, el alternador está solidario al eje de la turbina, ya que la velocidad se puede regular. Sin embargo, las Kaplan giran muy rápido y suelen llevar un reductor de velocidad entre la turbina y el alternador.
IMPACTO AMBIENTAL
Los embalses regulan el caudal de los ríos y evitan inundaciones
Almacenan grandes cantidades de agua que pueden ser usadas para riego o uso humano
Fomenta el turismo (actividades acuáticas...)
Se anegan grandes territorios
Es peligroso en caso de que se rompa la presa
Trastoca la fauna y flora autóctonas
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GRANDES CENTRALES
Potencia mayor de 10 MW
Centrales de bombeo puro: tienen dos embalses, uno superior y artificial, y otro inferior y natural. En las horas puntas, se deja caer el agua del embalse. Sin embargo, cuando hay poca demanda, la energía sobrante se usa para bombear agua al embalse superior.
Centrales de bombeo mixto: tienen dos embalses, uno inferior y otro superior, ambos alimentados por el mismo río. Por tanto, se puede producir energía sin realizar ningún bombeo, pero si al embalse superior le llega poca agua se suplementa bombeando agua del inferior.
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