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Núm. Tema1.- Introducción2.- Energías convencionales (renovables y no renovables)2.1.- Introducción. Nociones básicas2.2.- Panorama actual de las energías convencionales2.3.- Evolución futura de las energías convencionales2.3.1.- El carbón2.3.2.- El petróleo y el gas natural2.3.3.- Hidráulica2.3.4.- Nuclear (fisión)
Seminario sobre el Cambio Climático Jornada 3. La Energía y el Cambio
Climático
Pág. 1 de 319-4-2016
www.universidadpopularc3c.es
Núm. Tema
3.- Energías alternativas (renovables)3.1.- Panorama actual3.2.- Evolución futura3.2.1.- Eólica3.2.2.- Energía solar – Energía térmica y Termo-eléctrica3.2.3.- Energía solar fotovoltaica3.2.4.- Mareas y olas3.2.5.- Biomasa3.2.6.- Calor del suelo mediante bomba de calor3.2.7.- Geotérmica3.2.8.- Nuclear (fusión)
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Seminario sobre el Cambio Climático Jornada 3. La Energía y el Cambio
Climático
Pág. 2 de 319-4-2016
Núm. Tema 4.- Energía para el transporte4.1.- Introducción4.2.- Evolución futura4.2.1.- Electricidad4.2.2.- Biocombustibles4.2.3.- Hidrógeno4.3.- Ferrocarriles4.4.- Transporte aéreo5.- Ahorro de energía
Seminario sobre el Cambio Climático Jornada 3. La Energía y el Cambio
Climático
Pág. 3 de 319-4-2016
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Pág. 1 de 1019-4-2016 Introducción
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En las jornadas anteriores de este seminario que hemos mantenido sobre el Cambio Climático llegamos a estas conclusiones:
Se está produciendo un calentamiento global, originado por el aumento en la atmósfera de unos gases, denominados gases de efecto invernadero (GEI), liberados a la atmósfera por las actividades humanas.
Toda actividad humana se realiza con consumo de energía
1
Pág. 2 de 1019-4-2016 Introducción
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A comienzos de 2016, la cantidad de CO2 en la atmósfera es aprox. 400 ppm (0,04 %). Esta cantidad va aumentando de forma acelerada, debido a una doble causa:- Aumentan las emisiones de GEI- Se reduce la capacidad de absorción de los
sumideros
Pág. 3 de 1019-4-2016 Introducción
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Una faceta muy importante de la situación socioeconómica mundial es que los 5.000 millones de personas que habitan los países en desarrollo desean, y tienen derecho a, una mejora de sus condiciones de vida, para equipararlas a las de los países más avanzados.
Esta equiparación supone que habría que multiplicar la producción económica mundial por un factor entre 4 y 6 para el año 2060.
Pág. 4 de 1019-4-2016 Introducción
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Antes er
a
sumidero
La fuente más importante de emisiones CO2 es el consumo de energía producida por el uso de combustibles fósiles
Origen principal del
CO2
Almacén principal del
CO2Sumideros
Lugares en los
que queda
almacenado,
“aislado” de la
atmósfera
Pág. 5 de 1019-4-2016 Introducción
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Producir 1000 Kg de acero genera 1900 Kg de CO2
Producir 1000 Kg de cemento genera
900 Kg de CO2
Fuentes de CO2
Emisiones de CO2 (Comb. Fósiles)
Pág. 6 de 1019-4-2016 Introducción – Datos Globales
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.
Pág. 7 de 1019-4-2016 Introducción
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Pág. 8 de 1019-4-2016 Introducción
Volver a Índicehttp://www.lth.se/fileadmin/iiiee/Photos_and_images/Presentation_Diana_Urge-Vorsatz_03.pdf
“Negavatios”
Fuente: Keywan Riahi, GEA: Chapter 17
Pág. 9 de 1019-4-2016 Introducción
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Gráfico: Foro NuclearFuente de los datos: Subdirección Gral. de Planificación Energética. SEE (MINETUR).
Pág. 10 de 1019-4-2016 Introducción
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Es imprescindible continuar trabajando en la mejora de:- Eficiencia- Conservación- Ahorro inducido por los cambios de modo
de vida
Las acciones que se han tomado para cumplir los objetivos de los acuerdos de Kioto y Doha
se han mostrado insuficientes
Pág. 1 de 1019-4-2016 Nociones básicas
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Vamos a hacer una exposición de estos conocimientos con muy pocas explicaciones, y nos expresaremos en términos vulgares.
Como vamos a hablar de energía, es necesario recordar unos conocimientos básicos imprescindibles.
Toda actividad humana se realiza con consumo
de energía
Una proporción elevada de la energía que
consumimos proviene del uso de combustibles
fósiles
Su combustión genera CO2
Pero además emitimos GEI’s tales
como CH4, CFC’s, NOx’s, etc.
CO2eq=CO2+(GEI’s)x(Factor de conversión)Factor de conversión = EIGEI/EICO2
¿Qué es el CO2 equivalente?
¡Incluso el cambio de uso de la tierra tiene
un efecto de calentamiento!
Pág. 2 de 1019-4-2016
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Nociones básicas
Pág. 3 de 1019-4-2016
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Nociones básicas
Por ejemplo, 1 litro de gasolina tiene una cantidad de energía en forma química, que se transforma en energía mecánica en un motor de coche.
La cantidad de energía química del combustible, y la cantidad de energía mecánica del coche (más las pérdidas por roces con la carretera, desplazamiento del aire, etc.) son idénticas .
La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma
Pág. 4 de 1019-4-2016
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Nociones básicas
El rendimiento no puede ser superior al de una máquina ideal llamada “ciclo de Carnot” que funcione entre esas temperaturas
En una máquina que transforma energía calorífica en energía mecánica (por ejemplo, un motor de coche), el rendimiento de esa transformación depende del salto de temperatura que sufra el
sistema
Pág. 5 de 1019-4-2016
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Nociones básicas
Gasolina ideal, ciclo Otto, 8:1………………...…….. 56 % Gasolina típico, ciclo Otto …………………..…20 – 37 % Diesel ideal, 18:1 ………………………………...…….63 % Diesel típico ……………………………………..…30–45 % Turbina vapor ideal a 816 ºC Rankine……...…...… 73 %Turbina de vapor a 565 ºC Rankine ……………..… 42 %Turbina de gas …………………………………..…35-42 % Turbina de gas ciclo combinado ………………….. 60 % Motores eléctricos y alternadores ……….…..70-99,9 %
Límites de rendimiento de la conversión de energía interna en trabajo
Fuente:Dr. Alberto Navarro Izquierdo
Pág. 6 de 1019-4-2016
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Nociones básicas
¿Dónde va a parar el 70 % restante?
Se hace “inutilizable”, pero no “desaparece”
Las máquinas que “transforman” energía basándose en ciclos térmicos (por ejemplo, un frigorífico, un motor de coche, una central eléctrica nuclear, etc) no pueden tener un rendimiento muy superior al 30 %.
¡Hemos dicho que la energía no se destruye!
Pág. 7 de 1019-4-2016
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Nociones básicas
Casi todas las materias primas se pueden reciclar, reutilizar, recuperar, reprocesar, etc. Pero la energía disipada en un proceso, bien sea de generación o de consumo, no se puede volver a utilizar nunca más.
La consecuencia principal es que la energía no es una materia prima como las demás.
Pág. 8 de 1019-4-2016
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Nociones básicas y de Termodinámica
La POTENCIA de un sistema de generación o consumo de energía mide la CAPACIDAD de producir o consumir energía, INDEPENDIENTEMENTE DEL TIEMPO. La unidad de medida es el vatio (w).
La ENERGÍA de un sistema de generación o consumo de energía mide la CANTIDAD DE TRABAJO MECÁNICO PRODUCIDO o consumido por el sistema, y obviamente TIENE EN CUENTA EL TIEMPO.
Pág. 9 de 1019-4-2016
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Nociones básicas
Las unidades de medida principales son: POTENCIA - Vatio (w) y sus múltiplos
ENERGÍA- Vatio x segundo (ws) y sus múltiplos- Joule (J) y sus múltiplos (en español “Julio”)- Tonelada de petróleo equivalente = 11.560 Kwh
Nota importante: Observar que el tiempo (s) está multiplicando.Es muy común encontrar artículos de prensa, etc. con expresiones en Kw/h. Esto es un error.
Pág. 10 de 1019-4-2016 Nociones básicas
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Pág. 1 de 819-4-2016
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Panorama actual de las energías convencionales
1 Tonelada de petróleo equivalente = 11.560 Kwh
Consumo anual de energía primaria (Ktpe) Origen de los datos: Ministerio de Industria y Turismo y Foro Nuclear
Pág. 2 de 819-4-2016
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Panorama actual de las energías convencionales
Consumo anual de energía primaria (% del total) – Distribución por tipo de fuente
Origen de los datos: Ministerio de Industria y Turismo y Foro Nuclear
Pág. 3 de 819-4-2016
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Panorama actual de las energías convencionales
Fuente: datos de REE
Pág. 4 de 819-4-2016
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Panorama actual de las energías convencionales
Fuente: datos de REE
Pág. 5 de 819-4-2016 Panorama actual de las
energías convencionales
Fuente: REEVolver a Índice
Pág. 6 de 819-4-2016
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Panorama actual de las energías convencionales
Ejemplo de perfil del consumo
diario de energía eléctrica en
España (7 de enero de 2010)
2.- Energías convencionales (renovables y no renovables)
2.2.- Panorama actual de la producción de energía eléctrica
Pág. 7 de 819-4-2016
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Panorama actual de las energías convencionales
Como referencia, en Francia, la relación consumo mínimo / máximo diario es: invierno = 80 %, verano = 70 %
Pág. 8 de 819-4-2016
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Panorama actual de las energías convencionales
Las cifras de utilización de los sistemas hidráulicos y eólicos muestran hasta cierto punto su grado de intermitencia, que se debe a razones climatológicas, ciclo diario de insolación, etc.
Pág. 1 de 419-4-2016 Evolución futura de las
energías convencionales
Evolución futura de la producción eléctrica bruta por fuentes energéticas
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Pág. 2 de 419-4-2016
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Evolución futura de las energías convencionales
Pág. 3 de 419-4-2016
Volver a ÍndiceFuente: FEDEA, www.fedea.es, 2010
Evolución futura de las energías convencionales
El gráfico esconde una trampa grosera
Pág. 4 de 419-4-2016
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Evolución futura de las energías convencionales
Fuente; Revista Investigación y Ciencia, 2006
Pág. 1 de 319-4-2016 El carbón
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Minería de Carbón a cielo abierto
Pág. 2 de 319-4-2016
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Pág. 3 de 319-4-2016
Volver a ÍndiceFuente: Uppsala University, Uppsala Hydrocarbon Depletion Study GroupLudwig Bölkow Systemtechnik GmbH
King Coal
El carbón
Pág. 1 de 419-4-2016 El petróleo y el gas natural
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Central de ciclo combinado
Pág. 2 de 419-4-2016 El petróleo y el gas natural
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Pág. 3 de 419-4-2016 El petróleo y el gas natural
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1.- Turbina de gas 5.- Embrague síncrono2.- Toma de aire 6.- Turbina de vapor combinada HP/IP3.- Generador eléctrico 7.- Turbina de vapor de baja presión4.- Excitador del generador 8.- Condensador
Pág. 4 de 419-4-2016 El petróleo y el gas natural
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Turbina de gas
Alternador
Energía hidráulica Pág. 1 de 119-4-2016
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Este potencial equivale aproximadamente a la energía eólica generada en 2008
Inestable
Pág. 1 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)
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Pág. 2 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)
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Pág. 3 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)
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Central nuclear de Ascó
Central nuclear francesa
Pág. 4 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)
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Esquema de central nuclear moderada por agua en ebulliciónFuente: Wikipedia
Pág. 5 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)
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Esquema de central nuclear moderada por agua a presiónFuente: Wiipedia
Centrales actuales en España
Pág. 6 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)
Volver a ÍndiceFuente: Wikipedia
Pág. 7 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)
Volver a ÍndiceFuente: GE
Pág. 8 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)
Volver a ÍndiceFuente GE
Pág. 9 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)
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VHTR (Reactor de muy alta temperatura)
Pág. 1 de 719-4-2016 Energías renovables
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El cumplimiento de los objetivos del Protocolo de Kyoto es imposible sin la contribución de las energías renovables.
La elección de un sistema de generación de energía renovable es una tarea compleja, debido a que hay que considerar un elevado número de los variables
Electricidad Sistema Hidráuli. Eólica Olas y
MareasSolar Fotovolt.
Solar Termo-eléctrica
Biomasa Geotérmica(Alta temperat.)1)
Fuente Primaria
Agua Embals.
Viento Olas–mar. marinas
Sol Sol Materiavegetal
Calor Tierra (gran prof.)
Escala Industr.
Si Si Si Si Si Si Si
Escala domés. No ¿No? No Si No No NoCoste instalac.€/Kw
2.500 910 3.600 9.000 4.000 6.200 7.800
CosteOperac. €/Kwh
0,024 0,005-0,015
0,04-0,25 0,04-0,09 0,030 0,030 0,040
Emisi. GEI Bajo Bajo Bajo Bajo + Bajo + Bajo BajoEficiencia Alta Alta Alta Baja Baja 3) Baja 3) Baja 3)Estado Desar. Madura Madura En Desarr. Madura 2) Se inicia
instala.Madura Madura
Plazo Dispon. NA NA 2 años NA Ya NA NA
1) En España hay que investigar lugares con condiciones adecuadas2) En Desarrollo la técnica de película fina3) Requieren un sistema con un ciclo termodinámico
Pág. 2 de 719-4-2016 Energías renovables
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Frío / Calor Empleo en Transporte Sistema Solar
térmicaBiomasa Geotérm.
(Baja temp.)BioComb. Pilas
Eléctric.Hidrógeno
Fuente Primaria Sol Materiavegetal
Calor suelo poca profu.
Vegetales Electricidad Var.fuentes
Varias fuentes energía
Escala Industrial Si Si No Si Si Si
Escala domés. Si Si Si No No No
Cost instal. €/Kw
4.400 6.200 4.000 Alto Muy alto Muy alto
CosteOper. €/Kwh
0,280 0,008 0,04 Bajo Bajo Bajo
Emisi. GEI Bajo Bajo Bajo Medio Bajo BajoEficiencia
(pozo a ruedas)Alta Alta Alta Baja 1) Alta 2) Alta
Estado desarrollo
Madura Madura Madura Madura Se inicia aplicación
En desarrollo
Plazo Disponibili. NA NA NA NA Ya 10 años
Pág. 3 de 719-4-2016 Energías renovables
Volver a Índice1) La eficiencia es similar a las de los motores con combustible fósil 2) Depende de la eficiencia del sistema de producción de electricidad
Pág. 4 de 719-4-2016 Energías renovables
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Producción de Energía Primaria en España 2015 procedente de fuentes renovables
Pág. 5 de 719-4-2016 Energías renovables
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Consumo de electricidad de fuentes renovables comparado con el consumo de fuentes no renovables
El color está invertido
Pág. 6 de 719-4-2016 Energías renovables
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Consumo de electricidad generada por fuentes renovables – Desglose por fuente
Pág. 7 de 719-4-2016 Energías renovables
Datos generales:Energía generada por las dos centrales: 3,5x108 Kwh/añoLa central de carbón emite 0,27 Kg de CO2 por KwhVolumen presa central hidráulica: 645000 m3 hormigónPeso del cemento: 645.000x0,412 = 265.740 T = peso de CO2
Ejercicio:Sustituir una central de carbón convencional por una central
hidroeléctrica (Grandas de Salime)
Cálculos:Emisiones central de carbón: 3,5x108x0,27= 94.500 T de CO2/año265.740/94.500 = veces
Resumen:La reducción de emisiones de CO2 durante los primeros 2,8 años de funcionamiento de la central hidroeléctrica compensarían las emisiones de CO2 realizadas para construirla
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Pág. 1 de 719-4-2016 Energía Eólica
Volver a ÍndiceEjemplo de campo de generadores eólicos
Pág. 2 de 719-4-2016 Energía Eólica
Volver a ÍndicePotencia acumulada instalada globalmente hasta 2015. Fuente: GWEC
Pág. 3 de 719-4-2016 Energía Eólica
Volver a ÍndicePotencia de generación eólica de electricidad, instalada hasta 2015. Fuente: GWEC
3.- Energías alternativas (renovables)
3.3.1.- Energía eólica
Pág. 4 de 719-4-2016 Energía Eólica
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Ejemplo de generadores eólicos instalados en la plataforma costera
3.- Energías alternativas (renovables)
3.3.1.- Energía eólica
Pág. 5 de 719-4-2016 Energía Eólica
Volver a ÍndiceEsquema del campo de generadores Borkum 2 (400 Mw)
Pág. 6 de 719-4-2016 Energía Eólica
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Potencia del sistema eólico de generación de electricidad en España
Pág. 7 de 719-4-2016 Energía Eólica
Cobertura de la demanda de electricidad mediante generación eólica España Volver a Índice
Pág. 1 de 719-4-2016
Volver a Índice Energía solar recibida anualmente al nivel del suelo
Energía Solar
Pág. 2 de 719-4-2016
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Energía Solar
Sin concentración(Baja temperatura)
Energía solar térmica
Sistemas de captación de energía mediante líquidos acumuladores de calor
Sistemas de captación de energía mediante células fotovoltaicas
Con concentración (Alta temperatura)
Sistemas termo-eléctricos
Calor p/viviendas, procesos industriales, etc.Con bomba de calor, refrigeración y climatización
Producción de vapor y electricidad (turbina/alternador) Con acumulación en sales fundidas, funcionamiento “contínuo”
Producción directa de electricidad
Rendimiento del panel: aprox. 16 %
Sistemas foto-voltaicos
Pág. 3 de 719-4-2016 Energía Solar Térmica
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Instalación de energía solar a baja temperatura, para aplicaciones térmicas en el hogar y comerciales
Pág. 4 de 719-4-2016 Energía Solar Térmica
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Evolución de la superficie de paneles solares de baja temperatura instalada en España.
Pág. 5 de 719-4-2016 Energía Solar Termo-eléctrica
Volver a Índice Vista esquemática de una central solar termo-eléctrica
Pág. 6 de 719-4-2016 Energía Solar Termo-eléctrica
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Vista de una central solar termo-eléctrica con captación mediante paneles parabólicos
Pág. 7 de 719-4-2016
Objetivos de potencia instalada para producción de electricidad en centrales termoeléctricas.
Energía Solar Termo-eléctrica
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Pág. 1 de 619-4-2016
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Energía Solar Fotovoltáica
Instalación doméstica paneles solares foto-voltaicos
Instalación industrial paneles solares fotovoltaicos
Referencia
Pág. 2 de 619-4-2016
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Energía Solar Fotovoltáica
http://unef.es/wp-content/uploads/2015/10/MEMO-UNEF_2015.pdf
Pág. 3 de 619-4-2016
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Energía Solar Fotovoltáica
http://unef.es/wp-content/uploads/2015/10/MEMO-UNEF_2015.pdf
Pág. 4 de 619-4-2016
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Energía Solar Fotovoltáica
http://unef.es/wp-content/uploads/2015/10/MEMO-UNEF_2015.pdf
Pág. 5 de 619-4-2016
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Energía Solar Fotovoltáica
http://unef.es/wp-content/uploads/2015/10/MEMO-UNEF_2015.pdf
Pág. 6 de 619-4-2016
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Energía Solar Fotovoltáica
http://unef.es/wp-content/uploads/2015/10/MEMO-UNEF_2015.pdf
Pág. 1 de 219-4-2016
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Energía de olas y mareas
Este sistema, a pesar de ser muy eficiente, no se ha podido instalar en ningún otro lugar, debido a los requisitos de intensidad de la mareas.
Los desarrollos de sistemas de aprovechamiento de las mareas tienen un precedente en la central de La Rance (costa de Bretaña, Francia), que se inauguró en 1966.
Pág. 2 de 219-4-2016
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Energía de olas y mareas
Por lo que respecta al aprovechamiento de la energía de las olas, en España se están desarrollando varios sistemas, tales como el de la figura.
Central Nereida MOWC, Motrico, 300 Kw y 600.000 Kwh/año.Columna de agua oscilante y turbina de aire comprimido.
Pág. 1 de 519-4-2016
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Energía de la Biomasa
La energía que contiene la biomasa es energía solar almacenada a través de la fotosíntesis, proceso por el cual algunos organismos vivos, como las plantas, utilizan la energía solar para convertir los compuestos inorgánicos que asimilan (como el CO2) en compuestos orgánicos.
La “biomasa” es “todo material de origen biológico excluyendo aquellos que han sido englobados en formaciones geológicas sufriendo un proceso de mineralización”
Ciclo del CO2 - Biomasa
Pág. 2 de 519-4-2016
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Energía de la Biomasa
Fuente: IDAE
Objetivos del PER para 2005 – 2010. Consumo de biomasa
Pág. 3 de 519-4-2016
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Energía de la Biomasa
Instalaciones energéticas de la biomasa
Pág. 4 de 519-4-2016
Volver a Índice
Energía de la Biomasa
Instalaciones energéticas de la biomasa
Pág. 5 de 519-4-2016
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Energía de la Biomasa
Pág. 1 de 219-4-2016
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Energía GeotérmicaCalor del suelo-Bomba de calor
Pág. 2 de 219-4-2016
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Energía GeotérmicaCalor del suelo-Bomba de calor
Esquema de una bomba de calor
Pág. 1 de 319-4-2016
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Energía Geotérmica
Esquema de yacimientos geotérmicos
3.3.7.- Energía geotérmica
Pág. 2 de 319-4-2016
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Energía Geotérmica
Fuente: Instituto Geológico y Minero (IGME) de España
3.3.7.- Energía geotérmica
Pág. 3 de 319-4-2016
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Energía Geotérmica
Ejemplos de las aplicaciones típicas de energía geotérmica
Pág. 1 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)
Nuclear (fusión)
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Hasta la fecha, se han desarrollado dos líneas de investigación, que se han materializado en experimentos que han ofrecido resultados iniciales alentadores:- Sistemas de confinamiento magnético- Sistemas de confinamiento inercial
Los sistemas de confinamiento inercial se han desarrollado fundamentalmente en EEUU, y los sistemas de confinamiento magnético se han desarrollado por consorcios de varias naciones europeas y de otros continentes.
Desde los años cuarenta del siglo XX se ha investigado la posibilidad de generar energía mediante el proceso de fusión nuclear (opera en el núcleo de las estrellas).
Pág. 2 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)
Nuclear (fusión, conf. magnético)
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Comparación
de los tamaños
de JET y de
ITER
El proyecto JET demostró que es posible obtener una reacción nuclear de fusión controlada
Se ha pasado a la siguiente etapa: el proyecto ITER, actualmente en construcción en Cadarache (Sur de Francia).
Pág. 3 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)
Nuclear (fusión, conf. magnético)
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Esta reacción se realiza en un plasma de los gases deuterio y tritio (ambos son isótopos del hidrógeno), a temperaturas del orden de 100 millones de ºC
La cantidad de energía que se produce se calcula mediante la fórmula de Einstein
E= mc2
Parámetro Unidades
Radio mayor cámara del plasma 6.2 m
Radio menor cámara del plasma 2.0 m
Volumen cámara del plasma 840 m3
Corriente en el plasma 15.0 MA
Campo magnético toroidal en el eje 5.3 T
Potencia de Fusión 500 MW
Tiempo de mantenimiento de temperatura
>400 s
Amplificación de potencia >10
Pág. 4 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)
Nuclear (fusión, conf. magnético)
Volver a Índice
Parámetros
principales de
la cámara
toroidal
Referencia
Pág. 5 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)
Nuclear (fusión, conf. magnético)
Volver a Índice
Esquema de los cuatro
sistemas de calentamiento del
plasma hasta 100 millones de
ºC
Pág. 6 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)
Nuclear (fusión, conf. magnético)
Volver a Índice
Tecnología del siglo XIX
Tecnología del siglo XXI
Pág. 7 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)
Nuclear (fusión, conf. magnético)
Volver a Índice
Pág. 8 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)
Nuclear (fusión, conf. inercial)
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Este proyecto ha pasado por diversas etapas en el Laboratorio L. Livermore, y en la actualidad ha alcanzado una escala de instalación prototipo, con la denominación NIF. La energía total que se inyecta al combustible es del orden de 1,8 Megajoule.
Tras 12 años de trabajo, se finalizó la instalación en 2009, con un coste de 3.100 millones de $USA
EEUU inició en los años setenta el proyecto NOVA de fusión nuclear, que se basaba en el calentamiento del combustible nuclear (esferas de deuterio y tritio) mediante láseres.
Por otro lado, Francia ha comenzado la construcción de una instalación similar denominada Laser Megajoule
Pág. 9 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)
Nuclear (fusión, conf. inercial)
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Esquema de la disposición de la cavidad “Hohlraum”, con la esfera de combustible, y la trayectoria de los rayos laser.
El sistema dispara 192 rayos laser simultáneamente sobre las paredes de la cavidad, en las cuales se genera un flujo de rayos X.
Pág. 10 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)
Nuclear (fusión, conf. inercial)
Volver a Índice
Los rayos X inciden sobre la esfera de combustible, provocando un calentamiento de su superficie, que se mueve a gran velocidad hacia el exterior.
Se produce una fuerza de reacción, que genera la implosión del núcleo de la esfera de combustible. Se alcanza una densidad de unos 300 g/cm3
Se alcanza una temperatura de 100 millones de ºC, a la cual se dan las reacciones nucleares que generan una cantidad de energía varias veces mayor que la de entrada al sistema.
Pág. 1 de 719-4-2016 Energías para el transporte
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El sector del trans-porte consume aproxi-madamente un 38 % de la energía final total consumida en España anualmente. Equivale a unos 39 Mt de petróleo equivalente.
Prácticamente el 100 % de este consumo energético proviene del petróleo, que es también importado en un 100 %.
Pág. 2 de 719-4-2016 Energías para el transporte
Volver a Índice1 Tonelada de petróleo equivalente = 11.560 Kwh
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Energía para la lucha contra el Cambio Climático 4.- Energía para el transporte4.2.- Panorama actual
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Fuente; Revista Investigación y Ciencia, 2006
4.- Energía para el transporte4.2.- Panorama actual
Electricidad de la red
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Fuente; Revista Investigación y Ciencia, 2006
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La evolución de los sistemas de propulsión de vehículos experimentada en los últimos años parece indicar que, sin abandonar de forma completa otros sistemas alternativos, los vehículos de transporte* serán impulsados por electricidad.* Coches, camiones, autobuses, etc
Por lo tanto, vamos a explicar los principales sistemas de propulsión, aunque no vayan a ser importantes en el futuro, puesto que siempre pueden dar respuesta a necesidades especiales.
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En la actualidad se están realizando investigaciones en caminadas a hallar soluciones a los problemas del transporte que van mucho más allá de las emisiones de GEI
Coche guiado por ordenador:- Reducción muy significativa de los accidentes de tráfico- Reducción muy significativa del consumo energético por reducción de los trayectos “muertos” (búsqueda de aparcamiento, búsqueda de direcciones, optimización de trayectos, optimización de esperas en semáforos, etc).
Coche compartido (no en propiedad):- Reducción muy significativa del número de coches en las ciudades. BMW estima una reducción del 30 al 50 % de los actuales
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(Electricidad)
Volver a Índice Fases del funcionamiento de un coche híbrido
En la actualidad ya están a la venta 3 tipos de coches eléctricos:- Híbridos- Híbridos enchufables- Enchufables
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(Electricidad)
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En la actualidad, hay varios modelos de coche híbrido en el mercado,
Hasta la fecha, el principal obstáculo para el desarrollo comercial de los vehículos totalmente eléctricos (“enchufables”) ha sido la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica por las baterías.
La incorporación de nuevos fabricantes ha modificado el panorama.Ya están a la venta varios modelos de coche enchufable con autonomías efectivas cercanas los 200 Km.
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(Electricidad)
Volver a Índice Vista esquemática de un coche híbrido
Campo de maíz Jatropha Curcas
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(Biocombustibles)
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(Biocombustibles)
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Los biocombustibles que existen comercialmente en la actualidad se pueden agrupar en los grupos siguientes:
- Alcoholes: por ejemplo etanol, metanol, etc, obtenidos por fermentación de vegetales ricos en azúcares.
- Aceites vegetales: obtenidos de plantas oleaginosas, tales como la jatropha curcas, soja, colza, etc., o por tratamiento de aceites desechados.
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(Biocombustibles)
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Las investigaciones en marcha muestran que los biocombustibles pueden presentar efectos negativos en los aspectos siguientes:La producción de biocombustibles procedentes de materias primas alimenticias (maíz, etc) puede originar el abandono de la agricultura tradicional, y un desplazamiento de las cosechas a zonas del Mundo que en la actualidad están ocupadas por bosques y selvas. El impacto de estas prácticas puede ser negativo por lo que respecta a las emisiones de GEI, puesto que el efecto de retención del CO2 por los bosques y selvas es muy superior al de los terrenos cultivados intensivamente.
La producción de biocombustibles procedentes de materias primas alimenticias pueden influir de forma muy negativa en los precios de esas materias, generando carestía en países pobres.
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(Biocombustibles)
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La industria productora de biocombustibles está investigando intensamente para producir los denominados “biocombustibles de segunda generación”, para lo cual se parte de materias primas no relacionadas con los alimentos (ni humanos ni animales), tales como residuos vegetales de cosechas, residuos de podas, algas, etc.
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(Hidrógeno)
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(Hidrógeno)
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Los fabricantes de coches, autobuses y camiones están desarrollando prototipos impulsados por “células (pilas) de combustible”, que generan directamente una corriente eléctrica mediante la oxidación catalítica del hidrógeno.
Estos sistemas no se basan en la combustión del hidrógeno, y por lo tanto no realizan un ciclo termodinámico. En consecuencia, no están sujetos a los límites impuestos por el principio de Carnot.
Por ello, su rendimiento es en general superior al 75 % (el rendimiento de un motor normal de gasolina o diésel es del 35 %).
Además, el único producto de la oxidación catalítica del hidrógeno es H2O
Esquema de la célula de combustible
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(Hidrógeno)
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Fuente: Revista Investigación y Ciencia, 2006
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(Hidrógeno)
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Los problemas que se tienen que resolver para hacer viable esta técnica son, principalmente:
Desarrollar un sistema para producir hidrógeno con un coste competitivo con los combustibles fósiles convencionales, y que no genere más GEI que los sistemas actuales.
Desarrollar sistemas de almacenamiento del hidrógeno dentro del propio vehículo, en cantidad necesaria para dotarlo de una autonomía aceptable (por ejemplo, 500 Km sin recargar).
Establecer una red de estaciones que suministren el hidrógeno en condiciones de seguridad similares a las actuales estaciones de servicio
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(Hidrógeno)
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Los problemas que se tienen que resolver para hacer viable esta técnica son, principalmente:
Desarrollar un sistema para producir hidrógeno con un coste competitivo con los combustibles fósiles convencionales, y que no genere más GEI que los sistemas actuales.
Desarrollar sistemas de almacenamiento del hidrógeno dentro del propio vehículo, en cantidad necesaria para dotarlo de una autonomía aceptable (por ejemplo, 500 Km sin recargar).
Establecer una red de estaciones que suministren el hidrógeno en condiciones de seguridad similares a las actuales estaciones de servicio
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4.- Energía para el transporte4.3.3.- Desarrollos futuros - Hidrógeno
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(Hidrógeno)
Vista esquemática del Honda FCX-2005, un coche impulsado por células de combustible que utilizan hidrógeno
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Ya se han puesto a la venta varios modelos de coche equipados con pilas de combustible que utilizan hidrógeno.La autonomía de algunos modelos alcanza los 600 KM
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(Hidrógeno)
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(Hidrógeno)
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En la actualidad, el desarrollo del mercado para coches impulsados por células de combustible está mucho más retrasado que el de coches eléctricos.
No se espera que esta situación cambie en un futuro inferior 20 años.
Los planes de desarrollo de este tipo de coche incluyen la utilización de coche como productor de electricidad para consumo doméstico
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(Ferrocarriles)
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(Ferrocarriles)
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(Ferrocarriles)
Volver a Índice Situación de la red ferroviaria en enero 2009
Foto de aviones
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(Aviación)
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Pág. 1 de 219-4-2016 Ahorro de Energía
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El Plan se plantea para el período 2008-2011, con el objetivo de reducir el consumo de energía primaria en 44 millones de barr. de pet., (equivale a 6 millones de toneladas de pet. equ. = 10 % de las importaciones anuales de petróleo de España).
Se pretende actuar sobre el sector del transporte, la industria, el sector residencial, el sector terciario, y el sector agrícola. Las medidas del plan se articulan en torno a cuatro líneas de actuación.
Línea de actuación transversal
Movilidad
España - Plan de Ahorro de Energía 2008-2011
Edificios Ahorro eléctrico
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5.1.- España - Plan de Ahorro de Energía 2008-2011
En conjunto, estas 31 medidas tendrán un coste de 245 M€, que se repartirán a lo largo del periodo de duración del Plan, que estará financiado en su mayor parte por el IDAE.
Con el impulso de estas medidas el ahorro total estimado en 2011 se situará entre las 5,8 y las 6,4 millones de toneladas de petróleo equ., es decir, el equivalente a un ahorro de entre 42,5 y 47 millones de barriles de petróleo (el coste de este petróleo sería unos 4.104 M€)
LAS 31 MEDIDAS