curso de ecoeficiencia i.e.e. bartolomÉ herrera · 2018-01-11 · bomba accionada por paletas...
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CURSO DE ECOEFICIENCIAI.E.E. BARTOLOMÉ HERRERA
Centro de Conservación de Energía y delAmbiente
Área de Capacitación
RECURSOS ENERGÉTICOSTECNOLOGÍAS DE GENERACIÓN
ENERGÍADEFINICIONES - CLASIFICACIÓN DE LAS
FUENTES DE ENERGÍA
ENERGÍA• Capacidad que tiene la materia de
producir trabajo en forma demovimiento, luz, calor, etc. "energíaatómica o nuclear; energía cinética;energía hidráulica; energía solar;energía eléctrica; la energía eólica
• Capacidad y fuerza para actuar física omentalmente. "desde que hecomenzado a comer más sano, mesiento lleno de energía; guarda tusenergías para más tarde“
• Vigor o ánimo con que se emprende ose realiza una tarea. "necesitamos aalguien con energía y entusiasmo parahacer este trabajo; me respondió conenergía: ¡Haces mal!"
ENERGÍA
Capacidad para producircambios en los cuerpos
ENERGÍA TRABAJO
ENERGÍA
Es una magnitud (se puede medir)
Unidad en el Sistema Internacional:Julio
símbolo: j
ENERGÍA
PROPIEDADES
Se almacena Se transfiere Se transforma Se transporta
CONCEPTOS BÁSICOS
CONCEPTOS BÁSICOS
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
POTENCIAL CINÉTICA
1ª Ley de la Termodinámica
FORMAS DE ENERGÍA
Radiante Térmica Mecánica Eléctrica Química Nuclear
Solar Eólica Geotérmica Biomásica Hidráulica Mareomotriz
• Fenómenos físicos o químicos• Tecnologías para explotarla y
hacer uso comercial eindustrial
FUENTES DE ENERGÍA
FUENTES DE ENERGÍA
Pasos intermedios parasatisfacer necesidades en la
producción de bienes yservicios.
Producen alguna contaminación:
al fabricar el mecanismo deobtención de la energía
durante el proceso de obtenciónde energía
FUENTES DE ENERGÍA
RECURSO ENERGÉTICO
Cantidad de energíadisponible en las fuentes
Por su mayor o menor polución ycontribución al cambio climático
antropogénico son:o Tradicionales o convencionaleso Alternativas o no convencionales
CLASIFICACIÓN
GRATUITASLa fuerza de conversión proviene del entorno:
• Solar• Eólica• Hidráulica• Geotérmica• Mareomotriz• Gradiente térmico• Azul
Generalmente no contaminan
PRIMARIASProvienen de un fenómeno natural y no han
sido transformadas:
Sol corrientes de agua biomasa viento fósilesminerales energéticos o radiactivos
FUENTES DE ENERGÍA
SECUNDARIASResultado de una transformación intencionada
a partir de las energías primarias:
o Energía eléctrica que puede obtenerse a partir decualquiera de las fuentes primarias
o Energía química de los distintos combustiblesutilizados para el transporte, la calefacción o laindustria y que pueden obtenerse a partir de muydistintas fuentes
FUENTES DE ENERGÍA
FUENTES DE ENERGÍA
LIMPIAS:• Ecológicamente coinciden con
las renovables y son valoradaspositivamente
SUCIAS:• Coinciden con las no renovables
y son valoradas negativamente
FUENTES DE ENERGÍA
NO RENOVABLESSus reservas disminuyen durante su
explotación:Combustibles fósiles
• Carbón• Petróleo• Gas natural
Energía nuclear
FUENTES DE ENERGÍA
RENOVABLESSus reservas no disminuyen
significativamente durante su explotación: Hidráulica Eólica Solar Geotérmica Mareomotriz Biomasa
FUENTES DE ENERGÍA
RENOVABLES CONTAMINANTES• Liberan agentes tóxicos durante el
proceso de obtención• Estos contaminantes habían sido
absorbidos del entorno por losvegetales y animales originales
FUENTES DE ENERGÍA
FUENTES NO RENOVABLES
Extraídas de yacimientos naturalesfinitos acumulados por millones de
años: Carbón Petróleo Gas natural
FÓSIL DE COMBUSTIÓN
CARBÓN
CARBÓN
TurbaLignitoHullaAntracita
CARBONO
CARBONO
+ PROFUNDIDAD+ TIEMPO
+ PRESIÓN+ TEMPERATURA
LIGNITO
CARBÓN
PETRÓLEO Y GAS NATURAL
PETRÓLEO
PETRÓLEO
• Del latín petrolĕum, que a su vez deriva de unvocablo griego que significa “aceite de roca”
• Líquido natural oleaginoso
• Mezcla de hidrocarburos.
• Se encuentra en lechos geológicos, ya seancontinentales o marítimos.
PETRÓLEO
Producto de la transformación de materiaorgánica procedente de zooplancton,
algas, restos de plantas ymicroorganismos enterrados durantemillones de años, y sujetos a distintos
procesos físicos y químicos defermentación.
Esquema de un equipo deextracción de petróleo crudo
Puede ser:• Asociado como sub producto del crudo• No asociado, sin presencia de crudo: Gas húmedo Gas seco
GAS NATURAL
RESERVAS DE CARBÓN POR REGIÓN
RESERVAS DE PETRÓLEO Y GAS POR PAÍS
Petróleo: millones de barrilesGas natural: Trillones de piescúbicosFuente: EIA - 2016
CENTRAL TÉRMICA A CARBÓN
CALDERO PIROTUBULAR A PETRÓLEO DIESEL / GAS
CENTRAL TERMONUCLEAR
Termoeléctrica ILO 2 - 141 MW
CENTRAL TÉRMICA A CARBÓN
CENTRAL TÉRMICA A PETRÓLEO
Termoeléctrica NEPI - 719 MW
CENTRAL TÉRMICA A GAS NATURAL
Termoeléctrica KALLPA - 979 MW
CENTRAL TERMONUCLEAR
Japón: Kashiwazaki-Kariwa 8,212 MW
75ESTUDIOS DE CASO DE COGENERACIÓN
FUENTES RENOVABLES
FUENTES DE ENERGÍA
RENOVABLESCONVENCIONALES
ENERGÍA HIDRÁULICA
• Utilización del agua que corre por lasuperficie de la tierra.
• Conversión del potencial gravitacional delagua en energía cinética
ENERGÍA HIDRÁULICA
ENERGÍA HIDRÁULICA
Bomba accionada por paletas
ENERGÍA HIDRÁULICA
ENERGÍA HIDRÁULICA
Bomba accionada por rueda
ENERGÍA HIDRÁULICA
Bomba de ariete
Turbina Pelton
ENERGÍA HIDRÁULICA
Turbina Francis
ENERGÍA HIDRÁULICA
Turbina Kaplan
ENERGÍA HIDRÁULICA
Turbina de bulbo
ENERGÍA HIDRÁULICA
Turbina Michell-Banki
ENERGÍA HIDRÁULICA
Según su tamaño:Microcentrales: menos de 50 kWMinicentrales: 50 a 500 kWPequeñas centrales : 500 a 5,000 kWGrandes centrales : más de 5,000 kW
CLASIFICACION DE LAS CENTRALESHIDROELÉCTRICAS
Por la forma de utilización del agua:• De agua fluente (centrales de pasada)• De agua embalsada y regulación (presas,
lagunas)• De bombeo (lagunas artificiales)
Por el tipo de turbina:• Pelton• Francis• Kaplan• Bulbo• Michell-Banki
Una casa con todas lascomodidades demanda1,3 kW
Con 1 MW se electrifican770 casas
HIDROELÉCTRICA DE PASADA
HIDROELÉCTRICA DE EMBALSE
HIDROELÉCTRICA DE EMBALSE
FUENTES DE ENERGÍA
RENOVABLESNO
CONVENCIONALES
ENERGÍA SOLAR
¿Cómo aprovechamos laradiación electromagnética
procedente del Sol?o Tecnologías térmicas pasivaso Tecnologías térmicas activaso Generación eléctrica
TECNOLOGÍA SOLAR PASIVAAprovechamiento directo sin aporte externo de energía
TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA
TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA
TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA
TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA
TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA
TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA
TECNOLOGÍA SOLAR PASIVA
TECNOLOGÍA SOLAR ACTIVA
Empleo de equipamientos mecánicos oeléctricos para mejorar transferencia ytransporte de calor
Uso de energía solar fotovoltaica paraalimentar estos equipamientos y mejorar sucualidad de protección medioambiental
TECNOLOGÍA SOLAR ACTIVA
TECNOLOGÍA SOLAR ACTIVA
Central de concentradores cilindro-parabólicos
TECNOLOGÍA SOLAR ACTIVACon motorStirling
TECNOLOGÍA SOLAR ACTIVA
Torre central y heliostatos de seguimiento
GENERACIÓN FOTOVOLTAICA
GENERACIÓN FOTOVOLTAICA
Central TACNA SOLAR - 20 MW (74.988 paneles)
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA GEOTÉRMICA
• Esta energía del subsuelo se aprovecha poracción de una bomba de calor geotérmica
• Excelente alternativa para conseguir lasostenibilidad medioambiental
• Permite notable reducción de las emisionesde gases de efecto invernadero
A partir de determinada profundidad, las condicionestérmicas del subsuelo son independientes al ambiente
exterior.
ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA GEOTÉRMICAGradiente geotérmico:
Existen zonas donde el gradiente es mayor y la energíasale al exterior
ENERGÍA GEOTÉRMICA
GEOTERMIA
ENERGÍA BIOMÁSICA
Generada a partir de la materia orgánica proveniente de losreinos animal y vegetal, así como de los residuos
agroindustriales
ENERGÍA BIOMÁSICA
BIOMASA
Los compuestos orgánicos de origenvegetal y animal contienen energía ensus enlaces.
Mediante procesos apropiados se letransforma para obtener energía útil
ENERGÍA BIOMÁSICA
BIOCHAR
VENTAJAS DEL BIOCHAR
Ayuda a la gestión de residuos orgánicos Reduce y/o elimina la producción de humos Reduce la necesidad de fertilizantes Incrementa la vida microbiana del suelo Ayuda a la retención de agua en el suelo Reduce las emisiones de CO2 CH4 NOx Productos con negativa huella de carbono
ES FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE
BIOCHAR Y LOS SDG
BIOGÁSFermentación anaeróbica de materia
orgánica biodegradable: Desechos agrícolas Estiércol Aguas negras Residuos de comidaSe realiza dentro de biodigestores
adecuados, por acción de lasarqueobacterias metanogénicas
BIOGÁS
www.bioelectrica.com
BIOGÁS
BIOGÁS
BIOGÁS
BIOGÁS
www.bioelectrica.com
BIOGÁS
Planta de biogás en Alemaniawww.elblogverde.com
BIOMETANO
OBTENIDO POR: Depuración del biogás Lavado del gas producido por la
gasificación de biomasa Proceso power-to-gas en el biodigestor
VECTOR ENERGÉTICO
• Sustancias o dispositivos quealmacenan energía para liberarlacontroladamente
• Para su elaboración se necesitainvertir mayor cantidad de energía
CAPACITORES
Fuente: Supreme Power Solutions
CAPACITORES
Fuente: Supreme Power Solutions
CAPACITORES
Fuente: Supreme Power Solutions
Fuente: Supreme Power Solutions
CAPACITORES
BATERÍAS
BATERÍAS
Cátodos:• Cobalto• Manganeso• Fosfato de hierro• Níquel + manganeso + cobalto
BATERÍAS
BATERÍAS
BATERÍAS
Ciclo profundo: Placas más grandes y más gruesas Descargas hasta el 80%
BATERÍAS
BATERÍAS VRLA
AGM (absorbed glass mat):• El ácido esta fijado en fibras de vidrio
BATERÍAS
BATERÍAS
BATERÍAS
BATERÍAS
BATERÍAS
BATERÍAS
BATERÍAS
BATERÍAS
PILAS DE COMBUSTIBLE
CELDA DE COMBUSTIBLE• Dispositivo electroquímico que produce corriente
eléctrica• El combustible y el oxidante fluyen continuamente• Electrodos catalíticos relativamente estables• Se produce una reacción química controlada que
da lugar a los productos• Mínima emisión de contaminantes
PILAS DE COMBUSTIBLE