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Sistema de transformación de energía

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Andres Parr 1°A

on 28 October 2013

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Transcript of Sistema de transformación de energía

Sistema de transformación de energía
Características Generales De La Transformación De Energía.
Centrales
expondré las siguientes centrales: -hidroeléctrica-eólica-nuclear-solar-térmicas-
Tipos de energías
Trabajo hecho por
Andrés Parr
1° Medio "A"

Energía de los combustibles fósiles
La energía puede ser obtenida de distintos medio naturales, tales como:

- Energía de los combustibles fósiles
- Energía nuclear de fisión
- Energía nuclear de fusión
- Energía hidráulica
- Energía eólica
- Energía solar
- Energía biomasa
- Energía mareo motriz
- Energía geotérmica


Se puede transformar en lo que habitualmente se conoce energía térmica (calefacción), energía eléctrica, energía cinética (a través de los motores de combustión interna), etc. Es utilizada en multitud de aplicaciones domésticas e industriales.
Energía nuclear de fisión
Es la energía asociada al uso del uranio.
La forma de energía que se aprovecha del uranio es la energía interna de sus núcleos.

Se transforma en energía eléctrica.
Esta energía es bastante contaminante y peligrosa a la vez. Este tipo de obtención de energía es recomendable instalarla en países donde no se producen sismos.

Energía nuclear.


Energía nuclear de fusión
Energía hidráulica

La forma de energía que posee el agua de los embalses es energía potencial gravitatoria, que podemos aprovechar conduciéndola y haciéndola caer por efecto de la gravedad.
se suele utilizar en saltos de agua ríos o embalses.

Se puede transformar en energía mecánica en los molinos de agua y en energía eléctrica en las centrales hidroeléctricas.
Energía eólica
Esta energía se obtiene a través del viento.

Esta forma de energia se denomina energía cinética.

Se puede transformar en energía mecánica en los molibos de vientos o barcos de vela, y en energía eléctrica en los aerogeneradores.
Energía solar
Es obtenida gracias a la acción de la luz solar

La forma de energía que posee el Sol es energía nuclear interna que se transforma en la energía que emite mediante procesos de fusión.

Se transforma en lo que habitualmente se denomina energía térmica y en energía eléctrica. Se puede realizar directamente (fotovoltaica) o indirectamente.
Energía de la biomasa
Es la energía asociada a los residuos orgánicos generados en la transformación de productos agrícolas, forestales y a los residuos sólidos. Se trata de aprovechar la energía interna de estos residuos. También se cultivan grandes superficies específicamente para producir biomasa.

De la combustion de esta obtencion de energia se obtiene energia electrica.
Energía mareo motriz
Es la energía obtenida de las mareas provocadas por la atracción gravitatoria del Sol y principalmente de la Luna.
Se transforma en energía eléctrica.
Energía geotérmica
Es la energía interna y cinética asociada al vapor de agua que sale directamente a la superficie en zonas volcánicas.

Se transforma en energía eléctrica o en energía térmica para calefacción.
Ventajas y desventajas
ventajas
desventajas

-Tecnología bien desarrollada
-Además de fuente de energía, en los procesos de separación, se proporcionan materias primas para la industria química, medicina, alimentación,...
-No renovable. Se estima que, al ritmo de consumo actual, las reservas se agotarán en menos de 100 años.
-Transporte caro
-Difícil almacenamiento
-Provoca graves problemas ambientales: efecto invernadero, lluvia ácida...
-Es un desperdicio destinar a ser quemados materiales que son materias primas para la industria química, medicina, alimentación, etc.
energia potencial.
energía cinética.
energía cinética.
Ventajas
Grandes reservas de uranio
Tecnología bien desarrollada
Gran productividad. Con pequeñas cantidades de sustancia se obtiene gran cantidad de energía.
Aplicaciones pacíficas y médicas
Desventajas
Alto riesgo de contaminación en caso de accidente
Producción de residuos radiactivos peligrosos a corto y largo plazo
Difícil almacenamiento de los residuos producidos
Alto coste de las instalaciones y mantenimiento de las mismas
Posibilidad de uso no pacífico
Ventajas
Escasa contaminación
Recursos prácticamente ilimitados
Desventajas
Dificultad del desarrollo tecnológico necesario. Actualmente se encuentra en fase de investigación y desarrollo.
No se ha establecido aún si origina residuos peligrosos.
Ventajas
Es una energía limpia
No contaminante
Su transformación es directa
Es renovable
Desventajas

Capacidad limitada de los embalses
Impacto medioambiental en los ecosistemas
Coste inicial elevado (construcciones de grandes embalses)
Riesgos debidos a la posible ruptura de la presa
Ventajas
Limpia
Sencillez de los principios aplicados
Conversión directa
Empieza a ser competitiva
Desventajas
Intermitencia de los vientos
Dispersión geográfica
Impacto ambiental sobre ecosistemas
Generación de interferencias
Tecnología en desarrollo
Dificultad de almacenamiento
Ventajas
Limpia
Sencillez de los principios aplicados
Conversión directa
Empieza a ser competitiva
desventajas
Grandes variaciones en el tiempo de irradiación
Es aprovechable sólo en algunas partes del planeta
Necesidad de grandes superficies de captación para
su aprovechamiento a gran escala
Tecnología en desarrollo
Dificultad de almacenamiento
ventajas
Favorece el reciclaje de residuos urbanos
Contribuye a una mejor limpieza de los bosques y
como consecuencia previene incendios forestales
Aprovecha ciertos terrenos que no son válidos para otros cultivos.
desventajas
Necesidad de grandes superficies de cultivo
Tecnología en desarrollo
ventajas
Reacción en la que dos núcleos muy ligeros (hidrógeno) se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía.
Para que tenga lugar la fusión, los núcleos cargados positivamente, deben aproximarse venciendo las fuerzas electrostáticas de repulsión. La energía cinética necesaria para que los núcleos que reaccionan venzan las interacciones se suministra en forma de energía térmica (fusión térmica)
Se utiliza para:
Calentar, para conseguir un gas sobre calentado (plasma) en donde los electrones salgan de sus órbitas y donde los núcleos puedan ser controlados por campos magnéticos.

Confinar, para mantener la materia en estado de plasma o gas ionizado, encerrada en la cavidad del receptor el tiempo suficiente para que pueda reaccionar.
Limpia
Renovable
desventajas
Necesita construir presas y diques
Posible impacto ambiental en ecosistemas
Sólo es aprovechable en lugares muy concretos
Corrosión de los sistemas
ventajas
Limpia
En los sitios donde se da, es abundante
desventajas
No renovable
Sólo es aprovechable en lugares muy concretos
Tecnología en desarrollo
tipos de centrales hidráulicas y su principal función
las distintas centrales hidráulicas cumplen una misma función, utilizar la energía potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energía mecánica y luego en eléctrica.
centrales hidráulicas pasadas
Es en la cual no existe una acumulación de agua en sus turbinas.

En una central de este tipo las turbinas deben aceptar el caudal disponible del río. Si ello es imposible el agua sobrante se pierde por rebosamiento.
En este tipo de central se necesita de un rio con un caudal lo mas constate, para asi generar energia para las 24 horas del dia.
Ventajas

No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.
Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.
A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del terreno y turismo.
Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.
Las obras de ingeniería necesarias para aprovechar la energía hidráulica tienen una duración considerable.
La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos.
Desventajas
Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy altos.
El emplazamiento, determinado por características naturales, puede estar lejos del centro o centros de consumo y exigir la construcción de un sistema de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y en los costos de mantenimiento y pérdida de energía.
La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación con la de las centrales termoeléctricas.
La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año.
Embalse de reserva
En este tipo de central se embalsa aguas en las turbinas mediante la construcción de una o más presas que forman lagos artificiales.

Con embalse de reserva puede producirse energía eléctrica durante todo el año aunque el río se seque por completo durante algunos meses , cosa que sería imposible en un proyecto de pasada.

Variantes:
-La de casa de máquina al pie de la presa: La casa de máquinas suele estar al pie de la presa, en estos tipos de central, el desnivel obtenido es de caracter mediano.

-Aprovechamiento por derivación del agua: Los desniveles en este tipo de central suele ser mayor.

Hidroeléctricas de Bombeo
Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda de energía eléctrica alcanza su máximo nivel a lo largo del día, las centrales de bombeo funcionan como una central convencional generando energía.
Al caer el agua, almacenada en el embalse superior, hace girar el rodete de la turbina asociada a un alternador.
Después el agua queda almacenada en el embalse inferior. Durante las horas del día en la que la demanda de energía es menor el agua es bombeada al embalse superior para que pueda hace el ciclo productivo nuevamente.
Para ello la central dispone de grupos de motores-bomba o, alternativamente, sus turbinas son reversibles de manera que puedan funcionar como bombas y los alternadores como motores.
Impacto en el medio ambiente
existen varias consecuencias negativas asociado al medio ambiente de las cuales las principales son:
Disminución del hábitat de la fauna y flora silvestre

Mortandad de peces, anfibios, reptiles (Algunos endémicos en ciertos casos)

Cambio del uso de suelo

Alteración del paisaje que propicia la erosión hídrica en zonas aledañas

Perdida de orientación de algunas especies de aves.

La energía puede tener distintos orígenes y, dependiendo de ellos se le denomina de una forma u otra:
Energía cinética: Asociada al movimiento de los cuerpos
Energía potencial: Asociada a la posición dentro de un campo de fuerzas.
Energía interna: Asociada a la temperatura de los cuerpos.
Energía luminosa: Asociada a la radiación solar.
Energía nuclear: Asociada a los procesos de fusión (unión de núcleos) o fisión (ruptura de núcleos) que tienen lugar en el interior de los átomos.

La energía presenta tres propiedades básicas:

La energía total de un sistema aislado se conserva.
Por tanto en el Universo no puede existir creación o desaparición de energía.
La energía puede transmitirse (transferirse) de unos cuerpos, o sistemas materiales, a otros.
La energía puede transformarse de unas formas a otras.

Centrales eólicas
En la actualidad, la energía eólica es utilizada para producir
energía eléctrica mediante aerogeneradores.
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las
masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión
atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión,
con velocidades proporcionales al gradiente de presión.

Ventajas
Es un tipo de energía renovable.
Es una energía limpia ya que no produce contaminantes que afecten a la atmósfera.
No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono, por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático.
Posibilidad de construir parques eólicos en el mar, donde el viento es más fuerte, más constante y no se encuentra poblado.
Su construcción es rápida ya que no requiere de grandes construcciones para su instalación.

desventajas
•Impacto visual: su instalación genera una alta modificación del paisaje.
•Impacto sobre la fauna, principalmente con el choque de las aves contra las palas.
•Impacto sonoro, el roce de las palas con el aire produce un ruido constante.
impacto al medio ambiente
Las centrales tienen un gran desventaja que es el impacto visual en relación con el medio ambiente. Es cierto que las centrales en general se ven bastante feas en relación al medio ambiente, pero las eólicas al ser muchas y altas en una misma zona contribuye a una mayor contaminación visual.
Además contribuyen con una contaminación que cada ves mas va en aumento, la contaminación acústica, esto se debe en el momento de la construcción de ella.
Central nuclear
circuito primario
El circuito primario es estanco y está formado por la vasija del reactor que contiene el núcleo, el presionado y tres lazos. Cada uno incorpora un generador de vapor y una bomba principal.
El agua desminerilzada que circula por su interior toma el calor producido en el reactor por la fisión nuclear y lo transporta hasta el generador de vapor. En él, un segundo flujo de agua independiente del primero, absorbe el calor a través de su contacto exterior con las tuberias por las que circula el agua desminerilazada del circuito primario. Por fin, dicho fluido retorna a la vasija del reactor tras ser impulsado por las bombas principales.
Circuito secundario
En el circuito secundario, el vapor producido en los generadores se conduce al foco frío o condensador, a través de la turbina que transforma la energía térmica (calor) en energía mecánica. La rotación de los álabes de la turbina acciona directamente el alternador de la central y produce energía eléctrica.
El vapor de agua que sale de la turbina pasa a estado líquido en el condensador, retornando, mediante el concurso de las bombas de condensado, al generador de vapor para reiniciar el ciclo.
sistema de refrigeración
Mediante un caudal de agua de 44.600 kg/s aportado por un tercer circuito semiabierto, denominado "Sistema de Circulación", se realiza la refrigeración del condensador.
Este sistema consta de dos torres de refrigeración de tiro natural, un canal de recogida del agua y las correspondientes bombas de impulsión para la refrigeración del condensador y elevación del agua a las torres.
El caudal de agua evaporado por la torre es restituido a partir de la toma de agua en un azud de un río próximo.
ventajas
desventajas
Contiene un alto porcentaje de riesgos de contaminación en caso de accidentes se ve afectada la población y al medio ambiente.

Produce residuos altamente radiactivos, peligrosos a largo y corto plazo.

Difícil almacenamiento de residuos producidos.

Alto coste de las instalaciones y mantenimiento de ellas.

Garantiza el suministro eléctrico
Es una energía limpia y no genera CO2
Fuentes más baratas de producción de electricidad
Vertidos de las centrales nucleares al exterior son mínimos
Generan empleo
impacto en el medio ambiente
las centrales nucleares tienen un alto riesgo a nivel poblacional, sobre la flora y fauna del lugar cercano. Principalmente los desechos de la central nuclear al ser arrojados al agua generan una alta toxicidad que puede provocar mal formaciones, daños severos e irreparables, inclusive la muerte.
Cuando ocurre un accidente en la central se produce tanta radiación que puede afectar a una ciudad pequeña por completo, provocando innumerables daños a las personas y las próximas generaciones, porque cuesta bastante que se limpie esa radiación
Centrales solares
se obtiene de dos maneras
1) vía térmica. Los sistemas que adoptan esta vía absorben la energía solar y la transforman en calor.

2)Por otro lado, la vía fotovoltaica. Este permite la transformación directa de la energía solar en energía eléctrica mediante las llamadas "células solares" o "células fotovoltaicas".
Un efecto por el que se transforma directamente la energía luminosa en energía eléctrica y que se produce cuando la radiación solar entra en contacto con un material semiconductor cristalino.

Los sistemas basados en la vía térmica también pueden hacer posible el aprovechamiento de la energía solar en forma de energía eléctrica, pero siguiendo un método que podríamos llamar "indirecto". En efecto, algunos de estos sistemas absorben la energía solar en forma de calor mediante un captor térmico y después la transforman en electricidad mediante una máquina termodinámica.
Desventajas
Necesidad de instalar la central en zonas donde se perciba la radiación solar durante más horas diarias y más días al año. Menor rendimiento que otros sistemas. Mayor complejidad mecánica que otros sistemas de aprovechamiento de energías renovables. Peligro por las altas temperaturas que se alcanzan. Necesidad del empleo de acumuladores de calor para cuando no exista la suficiente radiación solar.
Ventajas
Energia renovable. No daña de forma directa al medio ambiente. Es un tipo de energía que se puede almacenar para luego ser utilizada. No utiliza ningún tipo de combustibles.
Impacto en el medio ambiente
No es un tipo de energía que puede dañar al medio ambiente pero si contribuye a la contaminación visual, debido a que se deben poner varias para generar energía óptima. Es una central que no daña de manera directa a la flora y fauna.
Centrales térmicas
Una Central Termoeléctrica es una instalación en donde la energía mecánica que se necesita para mover el rotor del generador y, por tanto, obtener la energía eléctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera. El vapor generado tiene una gran presión, y se hace llegar a las turbinas para que en su expansión sea capaz de mover los álabes de las mismas.
Una central termoeléctrica clásica se compone de una caldera y de una turbina que mueve el generador eléctrico. La caldera es el elemento fundamental y en ella se produce la combustión del carbón, fuel o gas.
Ventajas
Baja relación coste/potencia. Son el tipo de centrales más baratas
- Se puede regular su potencia de una forma relativamente rápida para responder ante las variaciones en la demanda del consumo eléctrico.
- Puede funcionar de manera continua durante meses.
- Es posible construir centrales térmicas también de pequeñas potencias, existiendo pequeñas centrales que producen tan sólo 1MW que aprovechan restos agrícolas para producir electricidad suficiente como para abastecer a una población.

Desventajas
Los combustibles fósiles son una fuente de energía finita. Sus emisiones térmicas y de vapor pueden alterar el microclima local. Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en éstos. Su rendimiento es bajo, a pesar de haberse realizado grandes mejoras.
Impacto en el medio ambiente
La incidencia de este tipo de centrales sobre el medio ambiente se produce por la emisión de residuos a la atmósfera y por vía térmica.
Al enviar los residuos a los ríos por vía térmica este caudal aumento su temperatura, siendo imposible la vida de los peces.
La combustión del carbón provoca la emisión al medio ambiente de partículas y ácidos de azufre hacia la atmósfera, contaminándola.
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