ENERGIAS ALTERNATIVAS

JOSE DANIEL RAMIREZ C.C. 88266619

SERVICION NACIONAL DE APRENDIZAJEDEPARTAMENTO NORTE DE SANTANDER

TECNICO EN SISTEMAS2012

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ENERGIAS ALTERNATIVAS

JOSE DANIEL RAMIREZC.C. 88266619

DOCENTE: EDISON MORALES LISARAZOINGENIERO DE SISTEMAS

SERVICION NACIONAL DE APRENDIZAJEDEPARTAMENTO NORTE DE SANTANDER

TECNICO EN SISTEMAS2012

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CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCION 4ENERGIA ALTERNATIVA 5ENERGIA RENOVABLE 5ENERGIA NO RENOVABLE 6ENERGIA EOLICA 6ENERGIA SOLAR 7ENERGIA GEO-TERMICA 8ENERGIA BIOMASA 9ENERGÍA HIDRÁULICA 11Energía MAREOMOTRIZ 12ENERGÍA CINÉTICA 14ENERGÍA NUCLEAR 15ENERGÍA FÓSIL 16ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA 17CONCLUCIONES 19BIBLIOGRAFIA 20

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Introducción

Las energías alternativas son fuentes de obtención de energías que serian una alternativa a otras tradicionales y producirían un impacto ambiental mínimo, sin destrucción del medio ambiente, además renovables, lo que ha dado un positivo resultado a la escasez de fuentes de energía convencionales en todo el mundo, estas han sido investigadas y desarrolladas con algunas intensidades en las ultimas décadas.

Algunas de ellas son:

Eólica: producida por el movimiento del viento. Solar: utiliza la radiación solar.

Geotérmica: Uso del agua que surge bajo presión desde el subsuelo.

Biomasa: Utiliza la descomposición de residuos orgánicos.

Hidráulica: Derivada de la evaporación del agua.

Mareomotriz: Derivada de las corrientes marítimas.

Cinética: depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación

Energía nuclear: Energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos

Fósil: Los combustibles fósiles se pueden utilizar en forma sólida.

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ENERGIA ALTERNATIVA

es aquella que puede suplir a las energías o fuentes energéticas actuales, ya sea por su menor efecto contaminante, o fundamentalmente por su posibilidad de renovación. Según esta definición, algunos autores incluyen la energía nuclear dentro de las energías alternativas, ya que generan muy pocos gases de efecto invernadero.

El consumo de energía es uno de los grandes medidores del progreso y bienestar de una sociedad. El concepto de "crisis energética" aparece cuando las fuentes de energía de las que se abastece la sociedad se agotan. Un modelo económico como el actual, cuyo funcionamiento depende de un continuo crecimiento, exige también una demanda igualmente creciente de energía. Puesto que las fuentes de energía fósil y nuclear son finitas, es inevitable que en un determinado momento la demanda no pueda ser abastecida y todo el sistema colapse, salvo que se descubran y desarrollen otros nuevos métodos para obtener energía: éstas serían las energías alternativas.

Las energías alternativas son renovabables y no renovables es decir:

ENERGÍAS RENOVABLES: las cuales las podemos definir como "Energías presentes de forma potencial en la naturaleza, y con posibilidades de utilización prácticamente ilimitadas". Entonces, Entendemos como energía renovable aquella cuya fuente de obtención se renueva constantemente.

La energía renovable, también llamada energía alternativa o blanda, este término engloba una serie de fuentes energéticas que en teoría no se agotarían con el paso del tiempo. Estas fuentes serían una alternativa a otras tradicionales y producirían un impacto ambiental mínimo, pero que en sentido estricto ni son renovables, como es el caso de la geotermia, ni se utilizan de forma blanda. Las energías renovables comprenden: la energía solar, la hidroeléctrica (se genera haciendo pasar una corriente de agua a través de una turbina), la eólica (derivada de la solar, ya que se produce por un calentamiento diferencial del aire y de las irregularidades del relieve terrestre), la geotérmica (producida por el gradiente térmico entre la temperatura del centro de la Tierra y la de la superficie), la hidráulica (derivada de la evaporación del agua) y la procedente de la biomasa (se genera a partir del tratamiento de la materia orgánica).

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Por lo demás, deben poseer recursos "infinitos", además de económicamente rentables, y a la vez no sean contaminantes y destructivas para la vida sobre la Tierra. Entre estas fuentes, el hombre busca utilidad práctica en fuentes provenientes en primera instancia de la E. Solar, como son la Eólica, la Mareomotriz, la Hidráulica, y más concretamente la Mini hidráulica, y por supuesto la Energía Solar, además de otros recursos provenientes de desechos tanto naturales como producidos por el hombre: en este último apartado podemos hablar de la Biomasa, del aprovechamiento de residuos sólidos urbanos y, por supuesto, del reciclaje de distintos tipos de residuos para su aprovechamiento posterior.

NO RENOVABLES: Los combustibles fósiles son recursos no renovables: no podemos reponer lo que gastamos. En algún momento se acabarán, y tal vez sean necesarios millones de años para contar nuevamente con ellos. Son aquellas cuyas reservas son limitadas y se agotan con el uso. Las principales son la energía nuclear y los combustibles fósiles (el petróleo, el gas natural y el carbón).

ENERGÍA EOLICA

Energía producida por el viento la cual esta ocasionada por las diferencias térmicas en la atmósfera. La energía eólica Ha sido siempre ejercida por el hombre en forma secundaria, para la navegación y en 1a utilización local como los molinos de vientos. El viento es una fuente inagotable y no contaminante, pero es irregular y el sistema de almacenaje en baterías ha sido desarrollado, pero necesita mayor perfección.

El viento es una manifestación indirecta de la energía del sol, el 0.7 % de esta relación es transmitida en energía cinética de los vientos.

La energía del viento se deriva del calentamiento diferencial de la atmósfera por el sol, y las irregularidades de la superficie terrestre. Aunque sólo una pequeña parte de la energía solar que llega a la tierra se convierte en energía cinética del viento, la cantidad total es enorme. La potencia de los sistemas convertidores de energía eólica es proporcional al cubo de la velocidad del viento, por lo que la velocidad promedio del viento y su distribución en un sitio dado son factores muy importantes en la economía de los sistemas. El recurso energético eólico es muy variable tanto en el tiempo como en su localización. La variación con el tiempo ocurre en intervalos de segundos y minutos (rachas), horas (ciclos diarios), y meses (variaciones estaciónales).

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ENERGÍA SOLAR

Energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres.

En lo que se refiere a aspectos técnicos de la energía solar, podemos observar dos vertientes:

Por un lado, tenemos la Energía Solar Fotovoltaica que, como veremos más adelante, es el aprovechamiento del efecto fotovoltaico para transformar la radiación solar en energía eléctrica. Por otro lado, la Energía Solar Térmica, que es la forma de aprovechar el calor solar directamente (sin transformaciones intermedias) para beneficio y disfrute del Ser Humano: calefacción, agua caliente, procesos industriales, también hay que señalar la relevancia que tiene en nuestros días el aprovechamiento pasivo de la radiación que nos llega del sol, que consiste en aprovechar de una forma pasiva las cualidades tanto climáticas como lumínicas de la radiación solar para el acondicionamiento de espacios, con una visión arquitectónica y constructiva más respetuosa con el medio ambiente (y a la vez más inteligente), con la que se logrará ahorrar gran cantidad de energía.

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ENERGÍA GEOTÉRMICA

El termino geotermia se refiere a la energía térmica producida en el interior de la tierra. El calor telúrico es conducido a través del manto hacia la superficie terrestre que asciende con un flujo promedio haciéndose difuso para las aplicaciones prácticas, dado que existen zonas anómalas en las cuales la variación de la temperatura es mayor; esto puede ser en las zonas volcánicas, o en contacto entre placas corticales. Los sistemas conectivos de agua subterránea captan dicho calor, alcanzando la superficie a través de rocas porosas o fallas geológicas.

Su aplicación práctica principal es la localización de yacimientos naturales de agua caliente, fuente de la energía geotérmica, para su uso en generación de energía eléctrica, en calefacción o en procesos de secado industrial. El calor se produce entre la corteza y el manto superior de la Tierra, sobre todo por desintegración de elementos radiactivos. Esta energía geotérmica se transfiere a la superficie por difusión, por movimientos de convección en el magma (roca fundida) y por circulación de agua en las profundidades. Sus manifestaciones hidrotérmicas superficiales son, entre otras, los manantiales calientes, los géiseres y las fumarolas. Los primeros han sido usados desde la antigüedad con propósitos terapéuticos y recreativos. Los colonos escandinavos en Islandia llevaban agua desde las fuentes calientes cercanas hasta sus viviendas a través de conductos de madera.

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1. Perforación de extracción de vapor2. Inyección de agua fría hasta roca caliente3. Perforación de extracción de vapor4. Intercambiador de calor5. Edificio de la turbina6. Enfriamiento7. Depósito de calor subterráneo, para exceso de temperatura8. Medición de perforación9. Conexión a red eléctrica

ENERGÍA BIOMASA

La biomasa, al igual que la eólica, proviene en última instancia de la energía solar convertida por la vegetación, por medio de la fotosíntesis en materia orgánica. Dicha conversión puede ser por combustión directa o por la transformación de la materia en otros combustibles.

La biomasa es materia viva que ha estado viva recientemente. Pueden ser un conjunto de materia biológicamente renovable, (madera, células, resto de comida),

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por extensión, la energía que proviene de la fermentación o la combustión, o sea del quemado de los desechos o por la fermentación de los desechos orgánicos que están sepultados. De las dos Formas se puede obtener gas o electricidad.

El término es utilizado con mayor frecuencia en las discusiones relativas a la energía de biomasa, es decir, al combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La energía de biomasa que procede de la madera, residuos agrícolas y estiércol, continúa siendo la fuente principal de energía de las zonas en desarrollo. Ejemplo en la provincia de Sichuan, en China, donde se obtiene gas a partir de estiércol. Los combustibles derivados de la biomasa abarcan varias formas diferentes, entre ellas los combustibles de alcohol el estiércol y la leña.

El proceso de fermentación, tiene dos grupos esenciales de bacteria:

El primer grupo licua y transforma los compuestos en ácidos.

El segundo grupo fermenta los ácidos convirtiéndolos en gas metano.

ENERGÍA HIDRÁULICA

La energía hidráulica es una energía limpia, y autosuficiente, es la que se obtiene del aprovechamiento del movimiento del agua. En otras palabras, es la transformación de la energía potencial y cinética de un curso de agua en energía eléctrica disponible. Esta obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un

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nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad

Dentro de la energía hidráulica encontramos a la energía hidroeléctrica que no es renovable y se produce por medio del ciclo del agua con capacidad de transformación en dos tipos:

Mecánica: mediante motores eléctricos, necesarias para mover ascensores, grúas, etc.

Luminosa: mediante la descarga en los tubos fluorescentes y a su paso por el filamento de las ampolletas.

La energía hidroeléctrica se encuentra en un punto muy avanzado respecto al desarrollo tecnológico

Energía eléctrica obtenida por la fuerza hidráulica y de la siguiente manera funciona:

El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.

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ENERGÍA MAREOMOTRIZ

Es aquella que es obtenida de las mareas, fuerza de las olas, gradientes térmicos y salinos, vientos oceánicos y corrientes marinas cuyo movimiento es aprovechado para girar una turbina de un generador eléctrico. Estos movimientos están provocados por la atracción gravitatoria del Sol y principalmente de la Luna.

El Mar es una enorme reserva energética, por ocupar gran parte de la superficie del planeta. La energía de las mareas puede emplearse para producir electricidad. En el verano de 1966 se puso en marcha una planta de energía mareomotriz de 240.000 Kw. en el río Rance, un estuario del canal de la Mancha, en el noroeste de Francia. La marea ascendente del río fluye a través de un dique, mueve unas turbinas y luego queda retenida tras él. Cuando la marea desciende, el agua atrapada se libera, atraviesa el dique y mueve de nuevo las turbinas. Estas plantas de energía mareomotriz desarrollan su máxima eficiencia cuando la diferencia entre las mareas alta y baja es grande, como en el estuario de Rance, donde es de 8,5 metros. Las mareas altas mayores del mundo se producen en la bahía de Fundy en Canadá, donde hay una diferencia de unos 18 metros.

Se debe distinguir entre diversas formas de aprovechamiento de su energía: Mareas, Olas, Corrientes, Calor.

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MAREAS: Se basa en el movimiento armónico de subida y bajada del agua, mediante turbinas colocadas en una presa que reciben dicho movimiento del agua. Cuando el rango (diferencia de alturas) supera los 5 metros, podemos hablar de competitividad en la producción energética, siendo esta la energía que se considera con mayor rentabilidad energética

OLAS: Se trata de aprovechar a través de bombas hidráulicas el movimiento de cuerpos oscilantes movidos por olas, o bien otro tipo de aprovechamiento, que se basa en que las olas llenan un depósito elevado, que al descargarse mueven unas turbinas hidráulicas situadas en la base.

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ENERGÍA CINÉTICA

Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación

E = m.v ²

Donde m es la masa del objeto y v ² la velocidad del mismo elevada al cuadrado. El valor de E también puede derivarse de la ecuación

E = (m.a).d

donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de la cual se acelera. Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia,aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer.

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Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética.

ENERGÍA NUCLEAR

Energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos. Las cantidades de energía que pueden obtenerse mediante procesos nucleares superan con mucho a las que pueden lograrse mediante procesos químicos, que sólo implican las regiones externas del átomo.

La energía de cualquier sistema, ya sea físico, químico o nuclear, se manifiesta por su capacidad de realizar trabajo o liberar calor o radiación. La energía total de un sistema siempre se conserva, pero puede transferirse a otro sistema o convertirse de una forma a otra.

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ENERGÍA FÓSIL

Los combustibles fósiles se pueden utilizar en forma sólida (carbón), líquida (petróleo) o gaseosa (gas natural). Son acumulaciones de seres vivos que vivieron hace millones de años y que se han fosilizado formando carbón o hidrocarburos. En el caso del carbón se trata de bosques de zonas pantanosas, y en el caso del petróleo y el gas natural de grandes masas de plancton marino acumuladas en el fondo del mar. En ambos casos la materia orgánica se descompuso parcialmente por falta de oxígeno y acción de la temperatura, la presión y determinadas bacterias de forma que quedaron almacenadas moléculas con enlaces de alta energía.

La energía más utilizada en el mundo es la energía fósil. Si se considera todo lo que está en juego, es de suma importancia medir con exactitud las reservas de combustibles fósiles del planeta. Se distinguen las “reservas identificadas” aunque no estén explotadas, y las “reservas probables”, que se podrían descubrir con las tecnologías futuras. Según los cálculos, el planeta puede suministrar energía durante 40 años más (si sólo se utiliza el petróleo) y más de 200 (si se sigue utilizando el carbón). Hay alternativas actualmente en estudio: la energía fisil –nuclear y no renovable-, las energías renovables, las pilas de hidrógeno o la fusión nuclear.

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ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

es un tipo de electricidad renovable (energía eléctrica, -voltaica) obtenida directamente de los rayos del sol (foto-) gracias a la foto-detección cuántica de un determinado dispositivo; normalmente una lámina metálica semiconductora llamada célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamada capa fina. También están en fase de laboratorio métodos orgánicos.

Se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas y para producir electricidad para redes de distribución.

Estos están formados por un cristal o lámina transparente superior y un cerramiento inferior entre los que queda encapsulado el sustrato conversor y sus conexiones eléctricas. La lámina inferior puede ser transparente, pero lo más frecuente es un plástico de Para encapsular se suele añadir unas láminas finas y transparentes de que se funden para crear un sellado anti-humedad, aislante, transparente y robusto.

La corriente eléctrica continua que proporcionan los módulos fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna mediante un aparato electrónico llamado inversor e inyectar en la red eléctrica, operación actualmente sujeta a subvenciones en muchos lugares para una mayor viabilidad.

El proceso, simplificado, sería el siguiente: Se genera la energía a bajas tensiones (380-800 V) y en corriente continua. Se transforma con un inversor en corriente alterna. Mediante un centro de transformación se eleva a Media tensión (15 ó 25 kV) y se inyecta en las redes de transporte de la compañía.

En entornos aislados, donde se requiere poca potencia eléctrica y el acceso a la red es difícil, como estaciones meteorológicas o repetidores de comunicaciones, se emplean las placas fotovoltaicas como alternativa económicamente viable. Para comprender la importancia de esta posibilidad, conviene tener en cuenta que aproximadamente una cuarta parte de la población mundial no tiene acceso a la energía eléctrica.

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CONCLUSIONES

La producción de energía no convencional o limpias y renovables, tales como: eólica, solar, geotérmica y biomasa, son ventajosas en tanto y cuando se explote un tipo de recurso renovable y a su vez no producen agentes contaminantes que perjudiquen la salud del medio ambiente y social.

Por medio de investigaciones realizadas, en distintas fuentes, llegamos a la conclusión que el uso de las energías alternativas, no traen consecuencias nocivas para los sistemas ecológicos y por lo tanto su interacción con los sistemas sociales.

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BIBLIOGRAFÍA

http://www.electricasas.com/tipos-de-energia/

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