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ENERGÍAS Y
TRANSFORMACIÓN
• La energía es la capacidad que poseen los
cuerpos para producir Trabajo, es decir
la cantidad de energía que contienen los
cuerpos se mide por el trabajo que son
capaces de realizar.
E= P*t
ENERGÍA NUCLEAR
• La energía nuclear es
aquella que se libera
como resultado de una
reacción nuclear. Se
puede obtener por el
proceso de FISIÓN
Nuclear (división de
núcleos atómicos
pesados) o bien por
FUSIÓN Nuclear (unión
de núcleos atómicos muy
livianos).
CENTRAL NUCLEAR
Circuito
secundario
Turbina
Generador
Transformador
Refrigeración
Distribución
Combustible
nuclear
Intercambiador
Condensador
Circuito
primario
CIRCUITOS
Circuito Primario, (Edificio del Reactor)
El circuito primario es estanco
y está formado por la vasija
del reactor que contiene el
núcleo, el presionador y tres
lazos. Cada uno incorpora un
generador de vapor y una
bomba principal.
Circuito Secundario. La Generación de
Electricidad
En el circuito secundario, el
vapor producido en los
generadores se conduce al
foco frío o condensador, a
través de la turbina que
transforma la energía térmica
(calor) en energía mecánica.
La rotación de los álabes de la
turbina acciona directamente
el alternador de la central y
produce energía eléctrica.
El vapor de agua que sale de
la turbina pasa a estado
líquido en el condensador,
retornando, mediante el
concurso de las bombas de
condensado, al generador de
vapor para reiniciar el ciclo.
El sistema de refrigeración
Mediante un caudal de agua de 44.600 kg/s
aportado por un tercer circuito
semiabierto, denominado "Sistema de
Circulación", se realiza la refrigeración
del condensador.
Este sistema consta de dos torres de
refrigeración de tiro natural, un canal de
recogida del agua y las correspondientes
bombas de impulsión para la refrigeración
del condensador y elevación del agua a
las torres.
El caudal de agua evaporado por la torre
es restituido a partir de la toma de agua en
un azud de un río próximo.
BOMBA ATÓMICA
• Ahora queríamos hablar un
poco de la bomba atómica:
• El 16 de Julio de 1945 estalló
la primera bomba atómica en
el campo de pruebas de
Trinity, cerca de Álamo
Gordo (Nuevo Méjico). Desde
ese preciso instante la historia
de la humanidad ha pasado a
una nueva era, la era nuclear.
Aerogeneradores
La góndola Contiene los componentes clave del
aerogenerador, incluyendo el multiplcador y el
generador eléctrico.
Las palas del rotor Capturan el viento y
transmiten su potencia hacia el buje. En un
aerogenerador moderno de 600 kW cada pala
mide alrededor de 20 metros de longitud
• El buje del rotor está acoplado al eje de baja
velocidad del aerogenerador
El eje de baja velocidad Conecta
el buje del rotor al multiplicador.
• El multiplicador Tiene a su izquierda el eje de
baja velocidad. Permite que el eje de alta
velocidad que está a su derecha gire 50 veces
más rápido que el eje de baja velocidad.
• El eje de alta velocidad Gira aproximadamente a 1.500
r.p.m. lo que permite el funcionamiento del generador
eléctrico. Está equipado con un freno de disco mecánico de
emergencia.
• El generador eléctrico Suele ser un generador asincrono
o de inducción. En los aerogeneradores modernos la
potencia máxima suele estar entre 500 y 1.500 kW.
• El controlador electrónico Es un ordenador
que contínuamente monitoriza las
condiciones del aerogenerador y que
controla el mecanismo de orientación. En
caso de cualquier disfunción (por ejemplo,
un sobrecalentamiento en el multiplicador o
en el generador), automáticamente para el
aerogenerador y llama al ordenador del
operario encargado de la turbina a través de
un enlace telefónico mediante modem.
• La unidad de refrigeración Contiene un
ventilador eléctrico utilizado para enfriar el
generador eléctrico. Además contiene una
unidad refrigerante por aceite empleada
para enfriar el aceite del multiplicador.
Algunas turbinas tienen generadores
refrigerados por agua.
Formulario
Ec = f . mspec . V3
Pviento=0.37*S*V3
• Es es la energía cinética por
segundo proporcionada por
el aire que se mueve.
• f es un factor de cálculo que
nos permite tener en cuenta,
entre otros, el diámetro del
círculo de rotación de la
punta de las aspas de la
hélice. *
• mspec la masa específica del
aire que se empuja.
• v3 el cubo de la velocidad
del viento.
• Nota: La masa específica del aire mspec, que expresa la masa por metro
cúbico, es excepcionalmente pequeña: no más de 1,18 kg/m3. Comparado
con la masa específica del agua, que es 1.000 kg/m3, el aire es 900 veces
más ligero
•
* Ejemplo: si una turbina de 600 kW produce 1,5 millones de kWh al año, su factor
de carga es 1.500.000 : (365,25 * 24 * 600) = 1.500.000 : 5.259.600 = 0,285 = 28,5
por ciento.
Los factores de carga pueden variar en teoría del 0 al 100, aunque en la práctica el
rango de variación va del 20 al 70 por ciento, y sobretodo alrededor del 20 al 30
por ciento.
Placas solares
Heliostato y esquema
COLECTORES SOLARES
Un colector o captor es un instrumento que absorbe el calor
proporcionado por el Sol con un mínimo de pérdidas y los transmite a un
fluido (aire o más frecuentemente, agua). Generalmente se emplea para
producir agua caliente de uso doméstico o para hacer funcionar sistemas
de calefacción.
Radiaciones solares
Silicio P
Silicio puro
Silicio N
Base
Está fundamentado en el
efecto «fotovoltaico», que
consiste en la propiedad
que tienen algunos
cristales (de silicio y otros
elementos) de producir
electricidad cuando son
iluminados por un haz.
Q=K*t*S
Q= cantidad de calor en calorías.
T=tiempo en minutos.
S= sección en cm2.
K= coeficiente en cal/min, cm2.
K= 0,9-1,3.
ENERGIA HIDRAULICA
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La energía hidráulica es la energía que se obtiene de la caída del
agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el
movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas.
Los antiguos romanos y griegos aprovechaban ya la energía del agua;
utilizaban ruedas hidráulicas para moler trigo.
La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880 en
Northumberland, Gran Bretaña
El diseño de las turbinas depende del caudal de agua
Existen algunas centrales que se basan en la caída natural del agua,
cuando el caudal es uniforme
P=9.8*Q*h
E= P*t
P= potencia en Kw.
Q= caudal de agua m3/seg.
h= altura en metros.
CLASIFICACION DE LAS
CENTRALES
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Centrales de Agua Fluente
Centrales de agua embalsada:
Centrales de Regulación
Centrales de Bombeo
Según la altura del salto de agua
Centrales de Alta Presión
Centrales de Media Presión.
Centrales de Baja Presión
TURBINAS HIDRAULICAS
KAPLAN
PELTON
FRANCIS
TURBINAS MAREMOTRICES
PILAS DE HIDROGENO
El problema actual reside en la duración de las pilas y
en los costes.
Su principio de funcionamiento es
inverso al de una electrólisis:
2H2 + O2 ® 2H2O
Componentes
Esquema
• Un combustible, que podría ser carbón o gas o un destilado del
petróleo, se convierte, a través de un tratamiento del combustible, en
un gas rico en hidrógeno, que es el que entra en las células de
combustible. La energía generada por una sección energética de
células de combustible es corriente continua, que debe convertirse
mediante un transformador de energía en corriente alterna para su
distribución.
HIDRÓGENO
•En una pila de combustible se obtendría una corriente
eléctrica por medio de la reacción entre estos dos gases
Dependiendo del tipo de pilas de
combustible, se obtienen eficacias
entre un 35 % hasta un 60 %.
BIOMASA
• El término biomasa se refiere a toda la
materia orgánica que proviene de árboles,
plantas y desechos de animales que pueden
ser convertidos en energía;
• Las fuentes más importantes de biomasa
son los campos forestales y agrícolas pues
en ellos se producen residuos.
RSU y biomasa
• Estas dos fuentes de energía permiten
eliminar residuos órganicos e inorgánicos al
tiempo que se les da utilidad. Los RSU
reducen los vertederos, pero su incineración
es peligrosa por la expulsión de gases
tóxicos. Para evitarlo deben colocarse filtros
y la combustion debe realizarse a mas de
900 ºC.
PROCESO DE CONVERSION
BIOMASA
Los procesos de
conversión de biomasa
más relevantes son:
• Procesos de combustión directa.
• Procesos termo-químicos.
• Procesos bio-químicos.
Aplicaciones
Formas de energía
• Calor y vapor: es posible generar calor y vapor mediante
la combustión de biomasa o biogás.
• Combustible gaseoso: el biogás producido en procesos de
digestión anaeróbica o gasificación puede ser usado en
motores de combustión interna para generación eléctrica,
para calefacción y acondicionamiento en el sector
doméstico.
• Biocombustibles:
• Electricidad:
• Co-generación (calor y electricidad):
AHORRO ENERGÉTICO
Conclusión