Materiales i t1_fuentes_de_energia_convencionales

MATERIALES – FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES

Tema 1. FUENTES DE ENERGÍA

CONVENCIONALESBloque I.

Materiales y fuentes de Energía.

(Jorge Gómez-García)


Preparación del tema 1:

Energía Potencial: E = m g h

Cinética: E = 1/2 m·v2 [E]=J

Densidad Masa / Volumen

[]=kg/m3 [m]=kg [V]=m3

Potencia Energía / Tiempo

[P]=W [ E]=J [ t]=s

1 Cal = 4,18J

1kwh=3,6x106J

1kg/m3==103g/103dm31==1kg/m3 =1g/l

1-2


TIPOS DE ENERGÍAS Y TRANSFORMACIONES

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Eª POTENCIAL + Eª CINÉTICA = Eª MECÁNICA

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NO RENOVABLES

COMBUSTIBLESFÓSILES

EªN

UC

LE

AR

HIDROTÉRMICA

EÓLICA

EªOLAS

SOLAR (Heliotérmica y fotovoltaica)

GEOTÉRMICA

HIDRÁULICA

RSU

BIOMASA

CARBÓN

PETRÓLEO

GASES COMBUSTIBLES

Fuentes de Energía según: CAPACIDAD DE REGENERACIÓN

RENOVABLES

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CONVENCIONALES: las que generan la mayor cantidad de energía útil

de un país.

NO CONVENCIONALES o alternativas:Las que por falta de desarrollo Tecnológicoo por sus elevados costes de extracción y

Aprovechamiento.

SOLAR (Heliotérmica y Fotovoltaica)

EÓLICA

EªOLAS

MAREMOTRIZ

GEOTÉRMICA

BIOMASA

TÉRMICA DE LOS OCÉANOS

CARBÓN

Eª NUCLEAR

COMBUSTIBLES GASEOSOS

PETRÓLEO

Eª HIDRÁULICA

Fuentes de Energía según: DESARROLLO TECNOLÓGICO

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CARBÓN

Combustible sólido de color negro formado a partir de grandes masas vegetales que, como consecuencia de procesos geológicos ocurridos en épocas anteriores, quedaron sepultadas y experimentaron un proceso de carbonización.

Def.

Tipos

Turba: 50%C; 4000KCal/kgLignito: 70%C; 5000KCal/kgHulla:75-90%C; 7000Kcal/kgAntracita: 95%C; 8000KCal/kg

extracciones

Cielo abierto

Subterráneo tipos

Cámara y pilares

Frente largo

CombustiónContaminantes:SOx, NOx, COx

Efecto Invernadero

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PETRÓLEO Aceite mineral natural de color pardo o negruzco constituido principalmente por carbono e hidrógeno, combinados en forma de hidrocarburos,

que tiene su origen en los restos de organismos vivos del medio acuático

Yacimientos

Prospección = Estudio Geológico

Magnéticos

Gravimétricos

Sísmicos

Extracción

Solo perforando25%

DestilaciónFraccionada

Continua

Combustión COx, NOx Contaminación

Infiltrando Agua40%

Efecto Invernadero

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Def.


COMBUSTIBLESGASEOSOS

GAS NATURAL

GAS DE HULLA

G.L.P.

GAS DE CARBÓN

ACETILENO=C2H2

Gas seco:CH4 y C2H6 con H2 y N2

Gas húmedo: en Yacimientos de PetróleoCH4, C2H6, C3H8, C4H10

Pc=11500 Kcal/m3Gasómetros, gaseoductos

Destilación seca de HullaGas ciudad o de alumbrado

H2; CH4; CO Pc=4200Kcal/m3

Muy inflamable y tóxico

Gases procedentes de destilación fraccionada continua del Petróleo

C3H8 Bombonas de 11 ó 35 kgPc=24000Kcal/m3

C4H10 Bombonas de 12´5 kgPc=28500Kcal/m3

Procedentes de la combustión incompleta del carbón de coque Pc=1500Kcal/m3 Gas Pobre

CaC2+H2OC2H2+CaOSoldadura Oxiacetilénica: Mezcla de Acetileno con O2

Llama de Pc>>Capaz de fundir hierro y cortar Fe-C

Prop.Gral.

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CENTRALES TÉRMICAS

Energía Química

Energía Térmica

Energía Cinética (Mecánica)

E.Cinética Rotación(Mecánica)

EnergíaEléctrica

Aprovechamiento Térmico:•Alimentador•Hogar•Conducto de Humos

Ciclo del Vapor:•Calderas•Recalentadores primarios•Turbinas de alta presión•Recalentadores secundarios•Turbinas de media presión

Circuito Refrigeración:•Condensador•Bomba

Generación de Energía Eléctrica:•Turboalternador.•Excitatrizf.e.m.•Red de salida.•Transformador.•Red de alta tensión.

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Eª NUCLEARAquella que se liberacomo consecuencia

de las reacciones nucleares

FiSIÓN

FuSIÓN

Disminución neta de masa que se transforma en energía

(A.Einstein)

m · c2 = E[m]=kg[E]=J

C=3·108m/s

se producen a T6·106 ºCmuchos inconvenientes técnicos

Para aprovechar la energía, es necesario:•Reducir la velocidad de reacción mediante moderadores capaces de absorber los neutrones que se liberan: grafito, agua o agua pesada.•Materia Prima: Uranio (enriquecido), Plutonio.•Instalación: Central Nuclear.

1-11


CENTRALES NUCLEARES.

Elementos Característicos

Reactor

Combustible,moderador

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La seguridad en las centrales nucleares.

Los materiales radiactivos emiten una serie de radiaciones que pueden resultarPerjudiciales para el ser humano y los demás seres vivos.

Radiación :He2+

2

20.000km/s

Radiación :e –

200.000km/s

Rayos X:EM

300.000km/s

Radiación :Similar a Xcon mayor penetración

Neutrones:Producidas enlas reacciones

En cadena.

Barreras que detienen como mínimo a las radiaciones.

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Elementos de SEGURIDAD en una Central Nuclear

Concentración 235U < 2,5%

Diseño de la centralque resiste terremotos,

inundaciones, temporales, ...

Barreras múltiples para que no salga

la radiación

Sistemas de seguridad

RevisionesPeriódicas

ResiduosRadiactivos:

Almacenados y precintados

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

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Las 9 centrales nucleares que actualmente funcionan en nuestro país son:•Ascó I y II (Tarragona) ....... 1860MW•Almaraz I y II (Cáceres) ..... 1860MW•Trillo (Guadalajara) ............ 1066MW•Vandellós II (Tarragona) .... 1004MW•Cofrentes (Valencia) ............ 990MW•Sta.Mª de Garoña (Burgos) .. 460MW•José Cabrera (Guadalajara) .. 160MW

LOCALIZACIÓN de las centrales nucleares en España

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LA ENERGÍA HIDRÁULICA

Energíapotencial

Canal dederivación

Canal dedesagüe

Parque detransformación

Presa

ARCO

Cámarade Turbinas

T. Pelton T. Francis T. Kaplan

Energíacinética

de rotación

Energía cinética del agua

Energíaeléctrica

Almacenar el agua y elevar su

nivel

Canalizar agua desde el embalse hasta las turbinas

BÓVEDA

Cámara de presión

Regular la presióndel agua.

Conducir el agua hasta

la cámara de turbinas.

Devolver el agua a su cauce

Elevar tensión para evitar pérdidas

Tubería de presión

Transforma Eªmecánica del agua en Eªeléctrica

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