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TIPOS DE ENERGÍAS - Coggle Diagram

- - - - La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía renovable y limpia que utiliza la radiación solar para producir electricidad. Se basa en el llamado efecto fotoeléctrico, por el cual determinados materiales son capaces de absorber fotones (partículas lumínicas) y liberar electrones, generando una corriente eléctrica.
        Para ello, se emplea un dispositivo semiconductor denominado celda o célula fotovoltaica, que puede ser de silicio monocristalino, policristalino o amorfo, o bien otros materiales semiconductores de capa fina. Las de silicio monocristalino se obtienen a partir de un único cristal de silicio puro y alcanzan la máxima eficiencia, entre un 18 % y un 20 % de media. Las de silicio policristalino se elaboran en bloque a partir de varios cristales, por lo que resultan más baratas y poseen una eficiencia media de entre el 16 % y el 17,5 %. Por último, las de silicio amorfo presentan una red cristalina desordenada, lo que conlleva peores prestaciones (eficiencia media de entre un 8 % y un 9 %) pero también un precio menor.
        
        TIPOS DE PLANTAS FOTOVOLTAICAS
        
        Hay dos tipos de plantas fotovoltaicas: las que están conectadas a la red y las que no. Dentro de las primeras existen, a su vez, otras dos clases:
        
        •Central fotovoltaica:
        toda la energía producida por los paneles se vierte a la red eléctrica.
        
        FUNCIONAMIENTO DE UNA PLANTA FOTOVOLTAICA
        
        https://www.iberdrola.com/medio-ambiente/que-es-energia-fotovoltaica
        
        VENTAJAS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA
        
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        •Generador con autoconsumo:
        parte de la electricidad generada es consumida por el propio productor (en una vivienda, por ejemplo) y el resto se vierte a la red. Al mismo tiempo, el productor toma de la red la energía necesaria para cubrir su demanda cuando la unidad no le suministra la suficiente.
- - - - CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
        
        Los pasos para convertir el agua en energía eléctrica se realizan en instalaciones de gran tamaño que reciben el nombre de presas o centrales hidroeléctricas, las cuales están compuestas por molinos hidráulicos, turbinas y generadores que trabajan activamente para recuperar la energía del agua de los ríos y transformarla en electricidad.
        Estas construcciones se ubican, por lo general, en terrenos extensos, libres de edificaciones en sus alrededores y donde existan buenas condiciones climáticas. Por supuesto, las represas hidroeléctricas (como también se les conoce) deben ser instaladas en áreas cercanas a ríos.
        Dentro de las centrales hidroeléctricas encontramos algunos tipos que varían de acuerdo a la forma en la que se obtiene la energía.
        
        TIPOS DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
        
        Al hablar de centrales hidroeléctricas debemos hacer mención a tres tipos de presas:
        
        RAMAS DE LA ENERGÍA HIDRÁULICA
        
        Dentro de la definición de energía hidráulica encontramos subtipos o ramas relacionadas a ella que varían, principalmente, de acuerdo al lugar de donde se extrae el agua para generar energía eléctrica. De esta manera, podemos decir que existen dos ramas de la energía hidráulica:
        
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        • Centrales de pie de presa: se ubican justo debajo de los embalses que aprovecha la energía eléctrica para el almacenamiento del agua. Este tipo de represas son útiles para controlar el caudal de los ríos.
        
        • Centrales de agua fluyente: estas instalaciones captan el agua de los ríos a través de una parte de sus caudales, la conducen hacia las presas hidroeléctricas y, una vez utilizadas, las retornan hacia los ríos.
        
        • Centrales de canal de riesgo: a través de la instalación de una tubería interna, estas centrales utilizan los desniveles que pueda haber entre el canal del río y la central para aprovechar la corriente de agua, transformarla en energía y devolverla al río
- - - - La biomasa se puede clasificar en tres grandes grupos:
        
        CONVERSION DE LA BIOMASA EN ENERGÍA
        
        Existen diferentes formas para transformar la biomasa en energía aprovechable, pero son dos de las más utilizadas en la actualidad.
        
        SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE LA BIOMASA
        
        Si a la gran variedad de biomasa existente se aplican distintas tecnologías, el resultado es energía que puede utilizarse de diferentes formas:
        
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        Métodos termoquímicos
        Es la manera de utilizar el calor para transformar la biomasa. Los materiales que funcionan mejor son los de menor humedad (madera, paja, cáscaras, etc.). Se utilizan para:
        
        • Pirólisis. Se trata de descomponer la biomasa utilizando el calor (a unos 500ºC) sin oxígeno. A través de este proceso se obtienen gases formados por hidrógeno, óxidos de carbono e hidrocarburos, líquidos hidrocarbonatos y residuos sólidos carbonosos. Este proceso se utilizaba hace años para hacer carbón vegetal.
        
        • Gasificación. Existe cuando hay una combustión y se producen diferentes elementos químicos: monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), hidrógeno (H) y metano (CH4), en cantidades diferentes. La temperatura de la gasificación puede estar entre 700 y 1.500ºC y el oxígeno entre un 10 y un 50%. Según se utilice aire u oxígeno, se crean dos procedimientos de gasificación distintos. Por un lado, el gasógeno o “gas pobre” y por otro el gas de síntesis. Este último transformarse en combustibles líquidos (metanol y gasolinas) y de ahí su importancia. Por eso se están haciendo grandes esfuerzos que tienden a mejorar el proceso de gasificación con oxígeno.
        
        • Combustión. Existe cuando quemamos la biomasa con mucho aire (20-40% superior al teórico) a una temperatura entre 600 y 1.300ºC. Es el modo más básico para recuperar la energía de la biomasa, de donde salen gases calientes para producir calor y poderla utilizar en casa, en la industria y para producir electricidad.
        
        • Co-combustión. Consiste en la utilización de la biomasa como combustible de ayuda mientras se realiza la combustión de carbón en las calderas. Con este proceso se reduce el consumo de carbón y se reducen las emisiones
        
        Métodos bioquímicos
        Se llevan a cabo utilizando diferentes microorganismos que degradan las moléculas. Se utilizan para biomasa de alto contenido en humedad. Los más corrientes son:
        
        •Fermentación alcohólica. Es una técnica que consiste en la fermentación de hidratos de carbono que se encuentran en las plantas y en la que se consigue un alcohol (etanol) que se puede utilizar para la industria.
        
        •Fermentación metánica. Es la digestión anaerobia (sin oxígeno) de la biomasa, donde la materia orgánica se descompone (fermenta) y se crea el biogás.
        
        •Biomasa residual. Son los residuos orgánicos que provienen de las actividades de las personas (residuos sólidos urbanos (RSU) por ejemplo).
        
        •Biomasa natural. Es la que se produce en la naturaleza sin la intervención humana.
        
        •Biomasa producida. Son los cultivos energéticos, es decir, campos de cultivo donde se produce un tipo de especie concreto con la única finalidad de su aprovechamiento energético.
- - - - CONDICIONES PARA LA INSTALACIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA
        
        ¿CÓMO FUNCIONA LA ENERGÍA EÓLICA?
        
        La energía eólica se obtiene al convertir el movimiento de las palas de un aerogenerador en energía eléctrica. Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento, sus predecesores son los molinos de viento.
        Un aerogenerador lo conforman la torre; un sistema de orientación ubicado al final de la torre, en su extremo superior; un armario de acoplamiento a la red eléctrica pegado a la base de la torre; una góndola que es el armazón que cobija los componentes mecánicos del molino y que sirve de base a las palas; un eje y mando del rotor por delante de las palas; y dentro de la góndola, un freno, un multiplicador, el generador y el sistema de regulación eléctrica.
        
        TURBINA EÓLICA
        
        Las palas están conectadas al rotor, a su vez conectado al eje (colocado en el polo), que envía la energía de rotación al generador eléctrico. Este generador utiliza imanes para producir voltaje eléctrico y, por tanto, energía eléctrica.
        Los parques eólicos evacuan la electricidad producida desde su centro de transformación mediante una línea eléctrica hasta una subestación de distribución, a la que se le suministra la energía producida, que ésta hace llegar hasta el usuario final.
        
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        Una vez que se ha hecho el estudio sobre el viento, será necesario tener en cuenta algunos aspectos relacionados con el entorno. En este sentido, se debe de respetar la avifauna del entorno, mantener la lejanía con los núcleos urbanos para evitar la contaminación acústica de los parques eólicos, instalar los aerogeneradores en suelo no urbanizable, así como evitar la interferencia con señales electromagnéticas del entorno, como señales generadas por torres de telefonía, radio o televisión.
        
        Para un buen rendimiento de los aerogeneradores es necesario hacer un estudio previo del emplazamiento donde estará ubicado, así como cumplir una serie de requisitos. Lo primero que se tiene que hacer es una medición del viento a diferentes alturas y comprobar su dirección y su velocidad. Este primer paso, conocido como la «rosa de los vientos», deberá de durar como mínimo un año. De esta manera, no sólo se podrá conocer cuál será la mejor posición para colocar los aerogeneradores, sino también servirá para corroborar que la ubicación es adecuada para instalar un parque eólico.
      - HISTORIA SOBRE LA ENERGÍA EÓLICA
        
        El primer uso que se conoce del aprovechamiento del viento data del año 3.000 a.C., cuando se empiezan a usar los primeros barcos veleros egipcios. Unos milenios más tarde (s. VII en Persia), el ser humano comienza a utilizar el flujo del viento para realizar tareas mecánicas que requerían un gran esfuerzo físico. De esta manera, surgen los primeros molinos de viento que tenían como función moler el grano o bombear agua de los pozos.
        A finales del XIX aparecen las primeras turbinas eólicas para generar electricidad. Charles F. Brush (1849-1929), fundador de la industria eléctrica americana, construyó un gigante de 144 palas fabricadas en madera de cedro.
        
        Durante 20 años, esta gran estructura cargó las baterías en el sótano de su casa. Paralelamente, el profesor La Cour comenzó a realizar los primeros experimentos con aerogeneradores. No será hasta después de la II Guerra Mundial, cuando una compañía danesa comience a fabricar las primeras turbinas de corriente alterna. El gran interés por esta energía renovable vendrá con la primera crisis del petróleo (1973). En los años 80 surgirá el boom industrial y tecnológico para los aerogeneradores modernos. Actualmente muchos países cuentan con la energía eólica como una fuente de energía primaria en pleno desarrollo. China, India, Sudamérica y EE. UU, son los países que destacan como futuros grandes generadores de energía eólica