LAS NUEVAS ENERGIAS

Yoanna Plamenova, Pablo Cano, Daniel Bueno, Fernando Santos

Índice

• 1.Energía eólica

·Qué es; Cómo se produce; Ventajas;

• 2.El hidrógeno como fuente de energía

·Ventajas; Comparación con el combustible actual; Fusión nuclear

• 3.Energía Solar

.Qué es; Tipos

-Fotovoltaica

-Térmica

-Solar-eólica

-Termoeléctrica

·Desarrollo

• 4.Energía de la Biomasa

·Qué es; Clasificación; Formas de obtención; Ventajas; Desventajas

Energía Eólica

¿Qué es?

• La energía eólica es la energía renovable más madura y desarrollada. Es limpia e inagotable y reduce la emisión de gases de efecto invernadero y preserva el medioambiente.

• La energía eólica ha sido la primera fuente de generación eléctrica en España en 2013. España es el cuarto país del mundo por potencia eólica instalada, tras China, Estados Unidos y Alemania.

¿Cómo se produce la energía?

• Las masas de aire en movimiento tienen energía cinética. Las palas del aerogenerador están unidas al rotor de un generador, por lo que al ser empujadas por el efecto aerodinámico, lo hacen girar y este, a través del tren de potencia, produce energía eléctrica.

• Las máquinas tienen una vida útil de veinte años

Ventajas

• El sector eólico da empleo a más de 30.000 personas en España.

• Hoy, la energía eólica podría abastecer el consumo de electricidad del 60,6% de los hogares españoles.

• Frena el consumo de combustibles fósiles.

• Es una tecnología líder en evitar emisiones de CO2

E l h i d r ó g e n o c o m o f u e n t e d e e n e r g í a

• La necesidad que se tiene de reducir el nivel de contaminantes en la atmósfera, ya que son los causantes del efecto invernadero, se buscan nuevas soluciones que contribuyan a mejorar estos problemas sin recurrir a limitar la producción de energía, esto implicaría un retraso económico, cultural, tecnológico e investigativo del mundo.

• La solución que se plantea para esto es un

cambio de combustible y ese combustible es el hidrógeno

Ventajas

• El hidrógeno cuya base de obtención es el agua, es muy abundante y puede ser utilizado tanto en países energéticamente pobres como en los ricos. El petróleo crudo y el gas natural son abastecedores de energía limitados.

• El hidrógeno puede sustituir a todos los combustibles utilizados actualmente.

• Los productos de combustión son considerados no contaminantes.

• El hidrógeno es una fuente de energía que puede ser almacenada, transmitida y utilizada para las necesidades energéticas del presente y del futuro.

Comparación con combustible actual.

Fusión nuclear

• En caso de poder usar el hidrógeno como fuente de energía, se obtendría mediante este proceso.

• Es un proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. La fusión de dos núcleos de menor masa que el hierro libera energía, se usaría el hidrógeno por ser el más ligero.

• En el caso más simple de fusión, en el hidrógeno, dos protones deben acercarse lo suficiente para que la interacción nuclear fuerte pueda superar su repulsión eléctrica mutua y obtener la posterior liberación de energía.

• En la naturaleza ocurre fusión nuclear en las estrellas, incluido el Sol. En su interior las temperaturas son cercanas a 15 millones de grados Celsius. Por ello a las reacciones de fusión se les denomina termonucleares.

Requisitos para la fusión

• Conseguir una temperatura muy elevada para separar los electrones del núcleo y que éste se aproxime a otro venciendo las fuerzas de repulsión electrostáticas. La masa gaseosa compuesta por los electrones libres y los átomos altamente ionizados se denomina plasma.

• Es necesario el confinamiento para mantener el plasma a temperatura elevada durante un mínimo de tiempo.

• Densidad del plasma suficiente para que los núcleos estén cerca unos de otros y puedan generar reacciones de fusión nuclear.

Confinamiento para la fusión nuclear

Se han desarrollado dos importantes métodos de confinamiento:

• Fusión nuclear por confinamiento inercial (FCI): Consiste en crear un medio tan denso que las partículas no tengan casi ninguna posibilidad de escapar sin chocar entre sí.

• Fusión nuclear por confinamiento magnético (FCM): Las partículas eléctricamente cargadas del plasma son atrapadas en un espacio reducido por la acción de un campo magnético. El dispositivo más desarrollado tiene forma tiroidal y se denomina Tokamak.

Energía Solar

La energía solar es la energía que podemos obtener a partir de la radiación emitida por el sol, la cual llega a nosotros en forma de calor y luz (electromagnética).

Según la forma de aprovechar esa energía podemos clasificarla en:

• Fotovoltaica

• Térmica

• Solar-Eólica

• Termoeléctrica

¿Qué es?

Fotovoltaica

• Es la obtención de energía a través de paneles solares, formados a su vez por células fotovoltaicas generalmente de silicio.

• Las células fotovoltaicas forman los paneles solares, y crean una corriente eléctrica debido al paso de electrones que se liberan de los átomos de silicio al excitarse con la radiación de la luz solar y así se crea una diferencia de potencial.

Térmica• Los captadores

solares se calientan y a su vez calientan el circuito del agua que pasa por su interior. Este agua caliente se lleva a un acumulador donde esta disponible para ser usada. Cuando el agua se enfría vuelve a comenzar el ciclo.

Solar-eólica

• Consiste en aprovechar el calor de la luz solar para calentar aire y así mover las turbinas.

El aire entra a la base donde se calienta y su densidad disminuye por lo que tendera a subir. El aire caliente al escapar por la chimenea moverá unas turbinas que generaran electricidad.

Termoeléctrica

• Aprovechamiento de la luz para calentar un liquido y hacerlo pasar por turbinas

Se hace incidir luz solar contra conductos o contra una caldera para calentar el liquido del interior y así convertirlo en vapor y generar corriente eléctrica en las turbinas.

Desarrollo

• Actualmente las células fotovoltaicas solo pueden retener un 20% de la luz que perciben. Muchos investigadores están dedicando su esfuerzo a aumentar esa baja tasa de retención para hacer la energía solar fotovoltaica mas sostenible.

• Los dos avances mas trascendentes pueden ser principalmente dos:

• La coherencia cuántica.• El proceso de la fotosíntesis es

capaz de captar el 95% de la radiación solar gracias a dos propiedades cuánticas. se ha podido observar que cada fotón recorre todos los caminos posibles a la vez a través de unos complejos proteicos cuya función es actuar como una antena solar. Esto es gracias al principio de superposición (una partícula puede encontrarse en todos los lugares posibles en un mismo instante). Pero el fotón solo escoge el camino mas eficiente energéticamente llamándose este efecto coherencia cuántica por la que se consigue tanta eficacia.

• Están investigando con complejos similares pero aun se desconoce su funcionamiento debido a su aparente simplicidad.

Puntos cuánticos Un punto cuántico es una

partícula que dispone de sus electrones de valencia dispuestos en las tres dimensiones espaciales por lo que tienen propiedades entre una partícula normal y un semiconductor. Estos forman cristales que en función de su tamaño son mas o menos sensibles a la luz.

La inclusión de estos puntos a una célula fotovoltaica permitiría aumentar la captación de luz al 45%-50% ya que permitiría la absorción de la luz infrarroja además de mejorar la absorción de la luz visible.

¿Qué es?

• La biomasa es la cantidad de materia acumulada en un individuo, un nivel trófico, una población o un ecosistema.

• Ésta fue la primera fuente de energía que conoció la humanidad.

• En el contexto energético, la biomasa puede considerarse como una materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.

Clasificación como recurso energético• Forestales: Biomasa natural, que es la que se produce

en la naturaleza sin intervención de las personas (de forma natural).

• Agrícolas:• -Biomasa residual, residuos generado en las

actividades agrícolas (rastrojos, poda), silvícolas (cuidado de los bosques) y ganaderas (excrementos), residuos de la industria agroalimentaria (como cáscaras de frutos), industria de la madera, residuos de depuradoras.

• -Cultivos energéticos, son los producidos exclusivamente para crear biocombustibles (cereales y remolacha para producción de bioetanol y oleaginosas para producción de biodiesel).

Formas de obtención

• Transformaciones físicas, la trituración (madera, paja)

• Fermentación alcohólica, fermentación anaerobia por levaduras, que mediante una serie de reacciones químicas de hidrólisis forman alcohol y más tarde etanol. (Cereales)

• Descomposición anaerobia, lo llevan a cabo bacterias que degradan los excrementos de los animales a metano y abonos.

• Esterificación de aceites y grasas animales, por el cual se obtiene ácidos grasos y glicerina.

Clasificación de los biocombustibles

Biocombustibles sólidos, combustibles no fósiles, compuestos por materia orgánica de origen vegetal o animal.

Pallets o briquetas Huesos de aceitunas Astillas Leña

• Biocombustibles líquidos, combustibles de origen orgánico obtenidos a partir de aceites vegetales, grasas animales o cultivos con alto contenido en azúcares.

Biodiésel Bioetanol

Biocombustibles gaseosos, obtenidos a partir de la descomposición de materia orgánica en condiciones de ausencia de oxígeno.

CO

CH4

Ventajas

• La emisiones de CO2 son equilibradas en el caso de los cultivos con la absorción de este y producción de O2, por lo que le balance es neutro.

• Si la materia prima empleada procede de residuos, estos combustibles ayudan al reciclaje.

• Algunos de estos combustibles (bioetanol, por ejemplo) no emiten contaminantes sulfurados o nitrogenados, ni apenas partículas sólidas; pero otros sí (por ejemplo, la combustión directa de madera).

Desventajas

• Agotamiento de los recursos del suelo de los cultivos

• Incineración puede ser peligrosa por la formación de sustancias tóxicas.

• Al subir los precios se financia la tala de bosques nativos que serán reemplazados por cultivos de productos con destino a biocombustible.

• La combustión de maderas, bioetanol y biodiesel emiten C02 a la atmósfera que contribuye al efecto invernadero.

• Sustitución de cultivos con fines alimenticios a energético, podría aumentar el hambre en los países menos desarrollados.