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Montaje y experimentación de instalaciones de transformación de energía.


__**Preguntas que nos podemos hacer respecto a la energía**__**:** 1º) ¿Qué tipos de energía existen? 2º) ¿Como llega la energía a nuestras casas despues de haber sido obtenida?

La energía es imprescindible en nuestras vidas porque sin ella no podrias vivir. La energia existe desde que se descubrió el fuego (energía calorífica). A partir de ahi se fueron inventando otros tipos de energía como la electrica, la hidraulica, la eolica y las más recientes y que todavia se estan perfeccionando son la solar y la nuclear.
 * __Introduccion__:**



__**Tipos de instalaciones de energía**__**:** Hay diversos tipos de instalaciones para la transformacion de energía: las centrales solares, las centrales hidroeléctricas, las centrales geotérmicas, las centrales nucleares, las centrales eólicas, las centrales de energía mareomotriz, la energía de biomasa y las centrales eléctricas.

-__**centrales solares**__**:** La energía solar es la energía obtenida directamente del sol. La radiación solar incidente en la Tierra puede aprovecharse por su capacidad para calentar o directamente a través del aprovechamiento de la radiación en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es un tipo de energía renovable y limpia, lo que se conoce como energía verde. Esto es una gran ventaja ya que no contamina, pero tiene un incoveniente y es que la potencia de radiacion varía dependiendo del momento del día en que nos encontremos las condiciones atmosféricas y la latitud. Por ejemplo no obtendriamos la misma potencia un dia de invierno nublado que un dia de verano muy soleado y caluroso a una cierta altura.



La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. El componente más conocido de las centrales solares son los paneles solares o fotovoltaicos y están formados por un conjunto de celdas (células fotovoltaicas) que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos. La potencia máxima que puede suministrar un módulo se denomina potencia pico. Hay tres tipos de celulas fotovoltaicas: 1º )**Monocristalinas**: se componen de secciones de un único cristal de silicio (reconocibles por su forma circular o hexagonal). 2º)**Policristalinas**: cuando están formadas por pequeñas partículas cristalizadas. 3º)**Amorfas**: cuando el silicio no se ha cristalizado. Su efectividad es mayor cuanto mayor son los cristales, pero también su peso, grosor y coste. Los módulos fotovoltaicos funcionan por el efecto fotoelectrico.Cada célula fotovoltaica está compuesta de dos delgadas láminas de silicio. A continuacion aparece un esquema de los módulos fotovoltaicos



En un día soleado, el Sol irradia alrededor de 1 kW/m2 a la superficie de la Tierra. Los paneles fotovoltaicos actuales tienen una eficiencia promedio del 12%. Esto supondría una producción de, aproximadamente, 120 W/m². Sin embargo, no todos los días son soleados, por lo que el aprovechamiento efectivo es menor. Algunas de las aplicaciones que tiene la energia solar en nuestra vida es: -Estaciones repetidoras de microondas y de radio. -Electrificación de pueblos en áreas remotas. -Sistemas de comunicaciones de emergencia. -Vehículos de recreo.

Dentro de las centrales solares hay otro tipo de central solar que recibe el nombre de **central térmica solar o central termosolar**. Es una instalación industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional, se produce la potencia necesaria para mover un alternador para generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica.



Actualmente tenemos en España una central térmica solar en Sanlúcar la Mayor (Sevilla) que fue construida por Abengoa en colaboración con el CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas).Se llama central PS10. Esta es una imágen suya:



Esta planta consta de 624 helióstatos y de una torre solar de 115 metros de altura, producirá una potencia de 11 MV   y es sólo la primera de un conjunto de plantas solares que se construirán hasta 2013 para alcanzar una producción total de 300 MW, potencia suficiente para abastecer a 180000 hogares, o toda la ciudad de Sevilla,   lo que evitaría la emisión de 600.000 toneladas de CO2 a la atmósfera. La planta solar, propiedad del Grupo Abengoa, utiliza suministrados por el propio grupo, que concentran la energía solar sobre un receptor situado en lo alto de la torre. El receptor solar, diseñado y suministrado por Tecnical-Técnicas Reunidas, consiste en una serie de paneles de tubos que operan a muy alta temperatura y por los que circula agua a presión. El vapor que se produce en ellos es enviado a una turbina de vapor para generar electricidad. El vapor también se almacena en unos acumuladores (como agua líquida a alta presión) para abastecer a la turbina en períodos sin insolación.
 * central solar térmica PS10:** La **PS10** es una central térmica solar situada en Sanlucar La Mayor, Sevilla, España.


 * -**__**centrales hidroeléctricas**__: Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central.



El agua es conducida mediante una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidráulicas se produce la generación de energía eléctrica en alternadores.

Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son: La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW (megawatts), hasta 10 MW se consideran minicentrales. En Paraguay y Brasil se encuentra la mayor central hidroeléctrica del mundo, la Itaipú que tiene una potencia instalada de 14.000 MW en 20 turbinas de 700 MW cada una.
 * La potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio aguas abajo de la usina, y del caudal máximo turbinable, además de las características de la turbina y del generador
 * La energía garantizada, en un lapso de tiempo determinado, generalmente un año, que es función del volumen útil del embalse, y de la potencia instalada.



Esta imágen corresponde a la central hidroeléctrica de Asturias y está situada en Grandas de Salimé. Desde el punto de vista de su concepción arquitectónica, las centrales pueden ser clasificadas en:
 * Centrales al aire libre, al pie de la presa, o relativamente alejadas de esta, y conectadas por medio de una tubería en presión;
 * Centrales en caverna, generalmente conectadas al embalse por medio de túneles, tuberías en presión, o por la combinación de ambas.

Se obtiene energía geotérmica por extracción del calor interno de la Tierra. En áreas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarios. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor (flashing). El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable. Los recursos de magma (rocas fundidas) ofrecen energía geotérmica de altísima temperatura, pero con la tecnología existente no se pueden aprovechar económicamente esas fuentes. En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a reinyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son múltiples:
 * -**__**centrales geotérmicas**__: La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc.
 * Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua reinyectada contiene todavía una importante cantidad de energía térmica.
 * Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene.
 * Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones.

Este es un esquema de las fuentes de energía geotérmica:



Estas son las ventajas y los incovenientes de la energía geotérmica: -__**Ventajas**__: 1)Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior. 2)Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo, carbón... -__**Incovenientes**__: 1)En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal. 2)En ciertos casos, emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero; es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión. 3)Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc. 4)Contaminación térmica. 5)Deterioro del paisaje. 6)No se puede transportar (como energía primaria). 7)No está disponible más que en determinados lugares.

Esta bastante claro que hoy por hoy la energía térmica no ha avanzado tanto como otras y tiene que progresar mucho para que sea una de las energías mas utilizadas por el ser humano.

Los usos de la energía geotérmica son los que realizan la mayoría de las energías como por ejemplo la generación de electricidad, calefaccion, refrigeración por absorción y aprovechamiento directo del calor.



Esta central geotérmica se encuentra en Nesjavellir en Islandia.

-__**centrales nucleares**__: Una central nuclear es una instalación industrial empleada para la generación de energía electrica a partir de energía nuclear, que se caracteriza por el empleo de materiales fisionables que mediante reacciones nucleares proporcionan calor. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica. Las centrales nucleares constan de uno o varios reactores, que son contenedores en cuyo interior se albergan varillas u otras configuraciones geométricas de minerales con algún elemento fisil (es decir, que puede fisionarse) o fértil (que puede convertirse en fisil por reacciones nucleares), usualmente uranio, y en algunos combustibles también plutonio, generado a partir de la activación del uranio.

Estas son las torre de refrigeración de la central nuclear de Cofrentes, España.

Las características de la reacción nuclear hacen que pueda resultar peligrosa si se pierde su control y prolifera por encima de una determinada temperatura a la que funden los materiales empleados en el reactor, así como si se producen escapes de radiación nociva por esa u otra causa.

La energía nuclear es famosa porque es una de las energías que más eléctricidad produce, pero es más famosa porque es una de las energías más contaminantes por no decir la más contaminante. Esto es debido a la alta cantidad de residuos nucleares que produce. Estos residuos son albergados en depósitos aislados y controlados por largo tiempo. A cambio no produce contaminación atmosférica de gases derivados de la combustión que producen el efecto invernadero y tampoco necesita el empleo de combustibles fósiles. -__**centrales nucleares en España**__: 1º) Almaraz I. Situada en Almaraz (Cáceres). Inaugurada en 1980. Tipo PWR. Potencia 2.696 MWt. 2º) Almaraz II. Situada en Almaraz (Cáceres). Inaugurada en 1983.Tipo PWR. Potencia 2.696 MWt. 3º) Cofrentes. Situada en Cofrentes (Valencia). Inaugurada en 1984. Tipo BWR. Potencia 3.237 MWt. Esta es la central nuclear más potente de España.

-__**centrales eólicas**__: La energía eólica es la que se obtiene por medio del viento, es decir mediante la utilización de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire. Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima de 12 km/h, y que no supere los 65 km/h. La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación, utilizable sea para accionar directamente máquinas operatrices, sea que, para la producción de energía eléctrica: en este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.



En la imágen aparece un parque eólico. Estos parque empezaron a construirse en la década de los 80 y la de los 90. Desde hace mucho tiempo la energía eólica se ha utilizado en otras aplicaciones, como: moler granos o bombear agua, basta recordar los ya famosos molinos de viento en las andanzas de Don Qijote. -__**energía eólica en España**__: En 2006, España tenía instalada una capacidad de energía eólica de 11.615 MW, siendo así el segundo país en el mundo en cuanto a producción, junto con Estados Unidos, y sólo por detrás de Alemania.

-__**centrales de energía mareomotriz**__: La energía mareomotriz se debe a las fuerzas de atracción gravitatoria entre la Luna, la Tierra y el Sol. La energía mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable limpia. La energía mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energía.



-__**la energía de biomasa**__: La biomasa incluye la madera, plantas de crecimiento rápido, algas cultivadas, restos de animales. Es una fuente de energía procedente en último lugar del Sol, y es renovable siempre y cuando se use adecuadamente. La biomasa puede utilizarse directamente como combustible. Alrededor de la mitaad de la población mundial depende de la biomasa como fuente principal de energía. Elproblema es que en muchos lugares se está quemando la madera y destruyendo los bosque a un ritmo mayor que el que se reponen, por lo que se están causando graves daños ambientales. También se puede usar la biomasa para preparar combustibles líquidos como es el caso del metanol y el etanol que luego se utilizan en los motores el principal problema de este proceso es que su rendimiento es muy bajo. Otra posibilidad de utilizar la biomasa es para obtener biogás. El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos, (bacterias metanogénicas, etc...), y otros factores, en ausencia de aire (esto es, en un ambiente anaeróbico). Cuando la materia orgánica se descompone en ausencia de oxígeno, actúa este tipo de bacterias, generando biogás.