Energías Alternativas

Ejemplos y Aplicaciones

Una fuente de energía 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.

El abuso de las energías convencionales actuales hoy día tales como el petróleo la combustión de carbón entre otras acarrean consigo problemas de agravación progresiva como la contaminación, el aumento de los gases invernadero y la perforación de la capa de ozono. Por eso las energías alternativas nos ofrecen una solución.

INTRODUCCIÓN

Energías Alternativas en el Mundo

• En Francia, el 75% de la electricidad se genera en centrales nucleares. Un porcentaje muy alto, si lo comparamos, por ejemplo con Estados Unidos, donde este valor es de un 20%.

• En Alemania, país del mundo donde más biodiesel se utiliza, se consumieron 126 millones de galones de este tipo de combustible.

• En Amsterdam, el porcentaje de energía consumida en desplazamientos, se produce por medio del movimiento de los pedales de las personas que montan en bicicleta para moverse por la ciudad.

• En el año 2020, Suecia quiere dejar de depender del petroleo. • En Islandia, el 93% de los hogares se calientan por medio de energía

geotérmica. • En Egipto, aproximadamente 40 mil casas (unos 127 MW de consumo)

reciben electricidad a través de la nueva central híbrida solar/térmica.

Unos $ 155 mil millones se invirtieron en 2008 en energía limpia en todo el mundo las empresas y los proyectos, sin incluir las grandes centrales hidroeléctricas,.

• Las energías renovables no han sido un polo prioritario en México, más que nada porque en nuestra nación es muy importante el petróleo, lo producimos y lo utilizamos en cantidad. El 85 % de la energía consumida aquí es de fuentes fósiles.

• Pero el actual director de la Comisión Federal de Electricidad, ha anunciado que el país quiere incrementar la utilización de energías renovables en un 23 % antes del 2012.

Energias Alternativas en México

Energía Eólica• Es la energía cinética o de movimiento que

contiene el viento, y que se capta por medio de aerogeneradores o molinos de viento.

Diagrama de Funcionamiento

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Energía Eólica en México

• La república mexicana cuenta con varias regiones que gozan de vientos fuertes y constantes.

• En México, la central eólica de la Ventosa en Oaxaca es la mas importante y operada por CFE, con una capacidad instalada de 1.5 MW y una capacidad adicional en aerogeneradores y aerobombas.

• En el 2007 se inauguro La Ventosa II• Proyecto de La Ventosa III

Energía Eólica en el MarProyecto del MIT. La solución que plantea

consiste en un sistema de aerogeneradores que se instalarían mar adentro y que se sujetarían mediante grandes cables sobre plataformas flotantes.

OBJETIVOS:Aprovechar los potentes vientos que existen en alta mar, que al ser mucho más fuertes que los que existen en las costas llegarían a producir hasta el doble de energía que un aerogenerador corriente. Reducir el impacto ambiental en las costas y lugares donde se instalan parques eólicos.

Energía Mini Eólica

La empresa Helix Wind nos ofrece turbinas desde unos 15 metros de altura, para producir 2 Kw/h y desde vientos tan suaves como 1 m/s

Mientras que el viento sopla las aspas helicoidales de lámina toman el viento de cualquier dirección y lo fuerzan a través de la turbina. El generador de turbina está conectado directamente con el hogar y al generarse la electricidad, gracias a la turbina, alimenta de electricidad a la vivienda.Si el viento no es lo suficientemente fuerte, se hace uso del suministro local de electricidad pero si en el caso contrario de que haya mucho viento, el aspa comienza a girar hacia el lado contrario y hace que la energía ya consumida se reduzca.

Ofrecen producciones de 1.2 KW/h con turbinas de

menos de 10 metros de altura para vientos de 4 -

40 m/s.

Es independiente al suministro eléctrico.

Con ninguno de estos sistemas seremos autosuficientes, sino que aprovecharemos una generación eléctrica para consumo inmediato si disponemos de viento. Para una instalación autosuficiente completa es necesario introducir otros elementos como energía solar (para completar la producción eléctrica) y el hidrógeno para acumular la energía de una forma aprovechable bajo demanda. La imagen siguiente muestra una instalación de este tipo.

Tenencias

Energía Hidráulica • Se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. La energía potencial,

durante la caída, se convierte en cinética. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que finalmente se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores.

• La tecnología hidroeléctrica requiere la construcción de presas, una casa máquinas para instalar los equipos electromecánicos (turbina, generador eléctrico, transformadores), y un cuarto de control para la operación de la central. Estas instalaciones deben estar debajo del fondo de la base de la cortina de la presa, con la finalidad de aprovechar la energía potencial del agua.

• El agua de la presa es conducida por una tubería hasta el rodete de la turbina hidráulica. La fuerza del agua hace girar los álabes o aspas de la turbina transformando la energía potencial del agua en energía cinética, que se transforma en energía mecánica. El rodete de la turbina tiene acoplado un generador eléctrico, que transforma la energía mecánica en eléctrica.

• Aunque se requiere una inversión muy alta para producir este tipo de energía, sigue siendo rentable por que es sumamente efectiva y el costa de mantenimiento es relativamente bajo.

Diagramas

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• Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), Zaire (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay, se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo

• Alto impacto sobre el medio ambiente.

Central Hidroeléctrica en México• Presa Manuel Moreno • Está ubicada sobre el río Grijalva en el municipio de Chicoasén, Chiapas. • La central cuenta con cinco unidades turbogeneradoras de 300 MW cada una, para

una capacidad instalada total de 1,500 MW. Estas unidades entraron en operación comercial en disitintos meses de 1980 y 1981.

• Actualmente se encuentran en proceso de construcción tres unidades generadoras de 300 MW cada una, con lo que la central contará con una capacidad instalada de 2,400 MW.

• La energía generada es transportada a través de diez líneas de transmisión: seis a 400 KV y cuatro de 115 KV. La mayoría de las líneas de alta tensión en 400 KV envían el fluido eléctrico hacia la Ciudad de Veracruz, y el área central del país, con un enlace a la Central Hidroeléctrica La Angostura, en el municipio de Venustiano Carranza, Chiapas.

• De las líneas de baja tensión en 115 KV, dos van hacia Tuxtla Gutiérrez, Chiapas; una a San Cristóbal las Casas, Chiapas y una más es enlace a la Central Hidroeléctrica Bombaná, en el municipio de Soyala, Chiapas.

Micro Hydro Systems Los sistemas hidroelectricos para casas pueden generar hasta 100 kilowatts de electricidad. La mayoria de estos sistemas son usandos en hogares y pequeños comercios y generalmente los proveen totalmente, sin tener que utilizar otra fuente de energia.

El agua en movimiento hace girar la turbina, la cual a su vez hace girar un tubo. El movimiento de dicho tubo puede ser utilizado para accionar un generador electrico.

Energía Mareomotriz

• La Energía Mareomotriz, es aquella que es generada por el mar. Esta generación se realiza gracias al movimiento del mar, tanto de las olas, como de las mareas. Estos movimientos, convenientemente tratados, se trasladan a una turbina o dinamo, la cual, produce electricidad o energía en definitiva.

Pelamis• El Pelamis Wave Energy Converter is a

semi-submerged, articulated structure composed of cylindrical sections linked by hinged joints. The wave-induced motion of these joints is resisted by hydraulic rams, which pump high-pressure fluid through hydraulic motors via smoothing accumulators. The hydraulic motors drive electrical generators to produce electricity. Power from all the joints is fed down a single umbilical cable to a junction on the sea bed. Several devices can be connected together and linked to shore through a single seabed cable.

• Current production machines are 180m long and 4m in diameter with 4 power conversion modules per machine. Each machine is rated at 750kW.

Turbinas de Marea

• Los estudios hechos hace tiempo permitieron conocer que es posible la implantación de 50 grupos de una potencia de 12 Mw cada uno.

• En este caso, La energía desarrollada por las ondas es enorme y proporcional a las masas de aguas que oscilan y a la amplitud de oscilación. Esta energía se descompone en dos partes, las cuales, prácticamente, son iguales: una energía potencial, la cual provoca la deformación de la superficie del mar, y una energía cinética o de movimiento, debida al desplazamiento de las partículas; en suma, de la masa de agua.

Energía Maremotriz en el Mundo• La mayor central mareomotriz se encuentra en el estuario del Rance (Francia)• En este mismo lugar la EDF instaló una central eléctrica mareomotriz. Funcionó

durante varias décadas, produciendo electricidad para cubrir las necesidades de una ciudad como Rennes (el 3% de las necesidades de Bretaña). El coste del kwh resultó similar o más barato que el de una central eléctrica convencional, sin el coste de emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera ni consumo de combustibles fósiles ni los riesgos de las centrales nucleares.

Sin embargo, los problemas medioambientales fueron bastante graves, como aterramiento del rio, cambios de salinidad en el estuario y sus proximidades y cambio del ecosistema antes y después de las instalaciones.

• Otros proyectos similares, como el de una central mucho mayor prevista en Francia en la zona del Mont Saint Michel, o el de la Bahía de Fundy en Canadá, donde se dan hasta 10 metros de diferencia de marea,.

En Mexico…• El México Project Will Sell Electricity en California y Arizona está equipando

con Bufete Industrial para desarrollar unos 500 MW en el Mar de Cortez.

•El gobierno mexicano tiene centrados sus intereses en construir un pequeño conjunto de plantas que emplee relativamente trabajos de bajo costo, pero las limitaciones del lago están frustrando esta meta. Una planta de energía de mareas podría proveer energía para desarrollos locales y para la exportación dentro de los importantes mercados de California y Arizona.

• Localizado justo a 240 kilómetros de San Diego el sitio está en la boca del Río Colorado justo sobre el borde la frontera entre Estados Unidos y México. El área poblada es mayormente desierto y lagos de agua dulce haciéndola de pequeño interés para mucha gente, a pesar de ser una estratégica localidad cerca del paso a Estados Unidos y del puerto de San Diego.

Energía Solar

• La energía solar es la energía producida por el sol y que es convertida a energía útil por el ser humano, ya sea para calentar algo o producir electricidad (como sus principales aplicaciones).

• Cada año el sol arroja 4 mil veces más energía que la que consumimos, por lo que su potencial es prácticamente ilimitado.

• La intensidad de energía disponible en un punto determinado de la tierra depende, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.

• La energía solar actualmente es una de las energías renovables más desarrolladas y usadas en todo el mundo.

• Se usa principalmente para dos cosas, aunque no son las únicas, primero para calentar cosas como comida o agua, conocida como energía solar térmica, y la segunda para generar electricidad, conocida como energía solar fotovoltaica.

• Los principales aparatos que se usan en la energía solar térmica son los calentadores de agua y las estufas solares.

• Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de lo que se conoce como paneles solares, las cuales son las encargadas de transformarla energía eléctrica.

• Sus usos no se limitan a los mencionados aquí, pero estas dos utilidades son las más importantes. Otros usos de la energía solar son:

• Potabilizar agua • Estufas Solares • Secado • Evaporación • Destilación • Refrigeración

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Energía Solar Térmica

• La energía solar térmica es una rama de la energía solar que consiste en el aprovechamiento de la energía calorífica del sol en la vida de los seres humanos.

PANELES FOTOVOLTAICOS• Un panel solar es un

módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente doméstica) y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad.

Energía Solar en México.• El primero de julio de este año se dio a conocer que un sistema solar fotovoltaico

autónomo entró en funcionamiento en el edificio del instituto de Ciencia y Tecnología. El sistema fue desarrollado por entre el Instituto Politécnico Nacional, la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y la empresa Tollani.

• El sistema consta de un panel solar de 4.1 W configurado por 20 módulos sobre estructura de aluminio. Para almacenar la energía cuenta con banco de 16 baterías de 48 voltios, de 700 Amps/hora. Esta instalación presenta una interesante novedad ya que cuenta con un sistema que monitorea en todo momento el consumo eléctrico del edificio y que calcula al mismo tiempo el ahorro de Co2 que se está obteniendo.

• La instalación tuvo un costo de 1.300.000 pesos y tardo casi 5 meses en ejecutarse. Se estima que, acoplado a equipos de alto rendimiento, el sistema permitirá ahorrar 19.3 toneladas de gasóleo al año como promedio y evitará la emisión de 56 toneladas de Co2 a la atmósfera en el mismo periodo.

Energía Undimotriz

• Energía producida por las olas.• Hay 3 maneras diferentes de generarla:

*Un aparato flotante de partes articuladas que obtiene energía del movimiento relativo entre sus partes.http://www.youtube.com/watch?v=Bf5fOr8XjpY&feature=related

*Una boya anclada al fondo. El movimiento de la boya se utiliza para mover un generador. http://www.youtube.com/watch?v=xu6_Em1LfBg&feature=related

*Un pozo con la parte superior hermética y la inferior comunicada con el mar.http://www.youtube.com/watch?gl=DE&hl=de&v=UhS-BpgvQaM

Ejemplos:

• EN MEXICO: La CFE esta llebando acabo El proyecto piloto se localizara en Rosarito, Baja California. Si el proyecto tiene éxito se procederá a la creación de una planta comercial.

• EN EL MUNDO: En España es donde mas se aprovecha este tipo de energía de forma comercial, en Cantabria y el País Vasco existen dos centrales piloto en Santoña y en Mutriku. Así mismo, existe un proyecto para instalar una planta undimotriz en Granadilla.

Energía geotérmica

• EN MEXICO: Boca del Río, Ver. Genera cerca de mil megavatios. ocupa el tercer lugar a nivel mundial en la producción de energía geotérmica, sólo detrás de países como Estados Unidos y Filipinas, afirmo el Centro de Investigaciones de Energía (CIE).* por cada mil megavatios generados con geotermia se evita la emisión anual a la atmósfera de “aproximadamente 860 toneladas de diversas partículas contaminantes y de 3.5 millones de toneladas de dióxido de carbono de las plantas que queman gas”.

• EN EL MUNDO: Estados Unidos, Filipinas e Islandia son de los países que más utilizan este tipo de energía.

• Islandia tiene la capacidad para generar energía geotérmica mas duradera del planta. • Estados Unidos cuenta con el mayor numero de plantas : Nevada, sudeste de Oregón,

sudoeste de Idaho, Arizona y oeste de Utah, California y San francisco. • "Los Géiseres en San Francisco es la planta más grande en el mundo de las que

funcionan con vapor seco.

EJEMPLO VIVIENDA• Ejemplo de como se utiliza la energia geotermica en viviendas. • http://www.youtube.com/watch?v=m6om3dCH7Jk

Energía Azul • EN MÉXICO: Este tipo de energía es prácticamente nueva, México

aún no cuenta con alguna planta.

• EN EL MUNDO:• la empresa noruega Statkraft está construyo la primera planta del

mundo que genera energía azul a presión osmótica. Esta misma fue la primera en elaborar estudios sobre el tema.

• La planta de 50 kilovatios está situada en un sitio de prueba costero en Harlingen, los Países Bajos.

• Loeb, Sidney cuenta con los Osmotic Power Plants donde se produce un 9% de la energía del país.

• El IJselmeer es una proeza de la ingeniería holandesa que esta poniendo a prueba un proyecto piloto.

Conclusión • Tras haber investigado que son y como funcionan las energías

alternativas, fuimos capaces de darnos cuenta que aunque sea una inversión grande, debería de ser implementada tanto en nuestros hogares como en macro-plantas energéticas.

• Parece ser algo difícil pero en realidad no lo es, de hecho es la solución mas inteligente y la respuesta al calentamiento global.

• La solución que proponemos al desuso de energías alternativas es fomentar este tipo de soluciones desde niños y así dar a conocer sobre el tema, privatizar este tipo de energías y cobrar a las empresas por las emisiones de gases que generen efecto invernadero, por ultimo brindar subsidios para que con los ejemplos que acabamos de ver, puedan ser integrados a nuestros hogares.