energias alternativas
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL“FRANCISCO DE MIRANDA”
COMPLEJO ACAÉMICO “PUNTO FIJO”PROGRAMA: INGENIERÍA INDUSTRIALCÁTEDRA: CONVERSION DE ENERGIA
ENERGIAS ALTERNATIVAS
BACHILLERES:ANDRES A. PEREZ CI: 22099486
YENNIFER CARDENAS CI: 20735487JESUS GARCÍA CI: 21546790
SECCION: 13PROF: ING. CARACCIOLO GÓMEZ
Julio de 2012
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INDICE
Introducción.........................................................................................................(pág. 3)
Obtención de la energía……………………………………………………………………….………………… (pág. 4)
La energía alternativa……………………………………………………………..……………………………… (pág. 5)
La energía solar…………………………………………………………………….…………………(pág. 5 - 9) La energía eólica………………………………………………………………….………………(pág. 10 - 11) La energía geotérmica…………………………………………………………………………(pág. 12 - 15) La energía de biomasa o bioenergía……………………………….……………………(pág. 15 - 19) La energía mareomotriz………………………………………………………………………(pág. 20 - 22)
La energía alternativa para beneficio del estado Falcón………………………………….(pág. 23 - 25)
Conclusión………………………………………………………………………………………………….………(pág. 26)
Bibliografía…………………………………………………………………………………………………………(pág. 27)
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INTRODUCCIÓN
A través de los siglos, el ser humano a aprendido a extraer la energía proveniente de diferentes medios y recursos, y las a transformadoen energía utilizable para su beneficio. Pasando por la prehistoria los seres primitivos utilizaban el fuego generado al quemar madera para calentarse, en la edad de los metales el ingenio humano fue capaz de aprovechar la energía eólica proveniente de las corrientes de aire en molinos de cereal;hasta la edad moderna donde la humanidad llega a un punto en que la tecnología es una extensión del intelecto humano que día a día va evolucionando e innovando su forma de vivir.
En pleno siglo 21, en un mundo modernizado e industrializado, en el que la humanidad ya esta agotando sus recursos energéticos, ya que a través de los años llega un momento en el que el ser humano comienza a percatarse de lo lejos que han llegado sus actos con respecto a los efectos que causa sobre su mundo, que empieza a tomar medidas sobre estas acciones, estas medidas son maneras de extraer energía de forma que no perjudique al planeta tierra, ya que siempre se a hecho de la manera mas factible sin considerar los daños que causa a la naturaleza.
Actualmente la demanda mundial de energía crece con el día a día, por lo que es de considerar que para cuidar nuestro planeta, se a de extraer energía de medios renovables e inagotables como la energía proveniente del sol, de las corrientes de aire y océanos y del mismo calor debajo del manto de la superficie terrestre, este tipo de extracción de energía se conoce como energías alternativas ya que son un medio alternativo de obtener energía aparte de los medios convencionales perjudiciales para el medio ambiente.
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Obtención de laenergía
Hoy en día el mundo demanda una gran cantidad de energía, por lo que el hombre a tenido que extraer energía de diferentes medios y recursos, desde la quema de combustibles fósiles (carbón, gas, petróleo),la extracción de esta en centrales nucleares, el aprovechamiento de la anergia proveniente del sol, hasta la extracción de laenergíaproveniente de las corrientes de los ríos, océanos y de las corrientes de aire que circulan por la atmosfera.
En la actualidad, la mayor parte de la energía empleada en el mundo proviene de La quema decombustibles fósiles, por un lado el carbón para alimentar las máquinas de vapor industriales, de tracción ferrocarril y de barcos así como los hogares, el petróleo y sus derivados en la industria y el transporte principalmente el automóvil,y por el otro, la quema de estos combustibles que mayormente es usado en centrales térmicas o termoeléctricas donde el calor generado al quemar estos combustibles se usa para evaporar agua y así conseguir vapor, el cual conducido a presión, es capaz de poner en funcionamiento un generador eléctrico, normalmente una turbina y así extraer electricidad.
En las últimas décadas a medida que iba avanzando el modernismo y con ella la demanda de energía, fue tanta la explotación de estos recursos no renovables que actualmente ya están comenzando a escasear y además de la contaminación provocada por la quema de estos combustibles la cual no favorecía al fenómeno del calentamiento global, por lo que la humanidad buscó extraer energía de otros medios alternativos o renovables, y que a su ves no perjudicaran en gran escala al medio ambiente.
Por consideraciónestos medios alternativos o renovables serianfuentes naturales inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque serian capaces de regenerarse por medios naturales y que además serian limpias y tendrían poco impacto ambiental.
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La energía alternativa
Las energías alternativas son fuentes de obtención de energías que son una alternativa a las formas tradicionales o convencionales y que producen un impacto ambiental mínimo, sin destrucción del medio ambiente, además de la ventaja de ser renovables, lo que ha dado un positivo resultado a la escasez de fuentes de energía convencionales en todo el mundo, estas han sido investigadas y desarrolladas con algunas intensidades en las ultimas décadas con el fin de disminuir la demanda mundial de energía y el daño al medio ambiente.
Entre las formas alternativas de aprovechar energía, destacan:
Solar: Aprovecha la radiación solar. Eólica: Producida por el movimiento del viento. Geotérmica: Aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. Biomasa o bioenergía: Utiliza la descomposición de residuos orgánicos. Mareomotriz: Derivada de las corrientes marítimas.
La energía solar
La energía solar es la energía obtenida directamente del Sol, la radiación solar que incide en la Tierra puede aprovecharse, por su capacidad para calentar, o directamente, a través del aprovechamiento de la radiación. Es como ya hemos dicho un tipo de energía renovable y limpia.La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud, además de la orientación del dispositivo receptor.
Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. La radiación solar es una forma de energía de baja concentración, fuera de la atmósfera, la intensidad de radiación oscila entre 1.300 y 1.400 W/m2. Las pérdidas en la atmósfera por absorción, reflexión y dispersión la reducen un 30%. Si las condiciones climatológicas son buenas podemos llegar a tener 1000 W/m2, aunque si las condiciones son pésimas podemos tener sólo 50 W/m2, por eso estamos obligados a utilizar superficies de captación grandes. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía térmica o energía eléctrica utilizando paneles solares.
La recogida directa de energía solar requiere dispositivos artificiales llamados colectores solares, diseñados para recoger energía, a veces después de concentrar los rayos del Sol. La energía, una vez recogida, se emplea en procesos térmicos o fotoeléctricos o
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fotovoltaicos. En los procesos térmicos, la energía solar se utiliza para calentar un gas o un líquido que luego se almacena o se distribuye. En los procesos fotovoltaicos, la energía solar se convierte en energía eléctrica sin ningún dispositivo mecánico intermedio.
Mediante colectores solares, la energía solar puede transformarse en energía térmica, y utilizando paneles fotovoltaicos la energía luminosa puede transformarse en energía eléctrica.
Energía solar térmica:
Es la energía térmica obtenida por medio de la concentración de los rayos solares. El aprovechamiento térmico de la energía solar se hace por medio de colectores, estos colectores pueden ser de concentración los cuales concentran la radiación proveniente del sol, o de placa plana los cuales captan la energía solar y la utilizan para calentar un fluido que pasa por tuberías internas de la placa.
Los colectores solares de placa planainterceptan la radiación solar en una placa de absorción por la que pasa el llamado fluido portador en cual es calentado de forma directa al atravesar los canales por transferencia de calor desde la placa de absorción, estos colectores de placa plana son capaces de calentar el fluido portador hasta 82 °C. Este tipo de colector es utilizado en calentadores de agua solares, donde el fluido calentado pasa por un intercambiador de calor para transferir calor al agua para su posterior consumo.Se estima que cerca de 60 millones de hogares en todo el mundo aprovechan la energía solar para calentar el agua que consumen.
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Los colectores solares por concentración están constituidos por una serie de dispositivos reflectores o espejos que concentran la radiación solar para utilizarse en procesos térmicos, estos colecto pueden ser usados para dirigir la radiación solar hacia una caldera o tubería de agua, el vapor generado puede usarse en los ciclos convencionales de las plantas de energía y generar electricidad o también en ciclos de refrigeración por absorción y demás ciclos termodinámicos.
La energía solar fotovoltaica:
Es la energía eléctrica obtenida mediante la transformación de la energía lumínica proveniente del sol utilizando aparatos denominados paneles o colectores fotovoltaicos.
Los paneles fotovoltaicos captan la energía proveniente del sol y la transforman en energía eléctrica, estos paneles están constituidos por células fotovoltaicas comúnmente de Cilicio o de algún material con propiedades fotovoltaicas, normalmente un panel fotovoltaico esta constituido por cuarenta células cada una capaz de generar de 1.5 a 2 Watt de potencia. El proceso en el cual un panel solar fotovoltaico transforma la energía solar en energía eléctrica consiste en la captación de la energía solar por las células de Cilicio, cuando la luz solar alcanza una célula de Cilicio estimula unos electrones que se
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Paneles solares en funcionamiento
Planta termosolar de Torresol (Andalucía, España)
Con una potencia de 19,9 MW, es capaz de suministrar 110 GW por hora al año de energía limpia.
liberan para formar una corriente eléctrica, puntos metálicos de contacto canalizan esa corriente y completan el circuito, la corriente es dirigida hacia un transformador que convierte la corriente directa en corriente alterna, y así en una fracción de segundo la luz solar queda convertida en electricidad para directo consumo o almacenamiento. El almacenaje de la electricidad captada para su utilización durante la noche se lleva a cabo por medio de baterías convencionales o de gran capacidad.
La energía fotovoltaica es de gran utilidad para aquellos que viven en zonas remotas donde no es factible o no es rentable hacer llegar la red eléctrica, como ocurre en determinadas zonas rurales.
Actualmente energía solar es uno de los tipos de energía alternativa que mas se aprovecha, hasta el punto que hoy en día es usado como alimentación eléctrica para semáforos, lámparas de alumbrado públicos, hasta la integración de mini paneles solares en calculadoras, celulares y demás accesorios que funcionan con baterías.
Entre los países que mas aprovechan la energía solar tenemos a Alemania, que produce nada menos que unos 17200 Megawatts, seguido de España que genera algo más del 10% de la energía solar de todo el planeta con unos 3800 Megawatts, luego esta Japón, que se encuentra prácticamente a la par de Italia con unos 3600 Megawatts generados y Estados Unidos que el quinto productor mundial de energía eléctrica a partir de fuentes solares, genera unos 2528 Megawatts. También se consideran países como Francia, China y Republica checa que generan cada uno alrededor de 1000 Megawatts, y que producen un 12% de la energía solar mundial.
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Ventajas e inconvenientes de la energía solar
La energía solar tiene una serie de ventajas, como son:
Es una energía autóctona inagotable y limpia
Tiene una elevada capacidad energética
Independencia exterior.
Bajo impacto ecológico.
Por el contrario también hay que decir que tiene una serie de inconvenientes, como son:
La radiación llega de forma dispersa. Se tiene que transformar en el momento que
llega en energía térmica o eléctrica.
Es necesaria una inversión inicial elevada dado que los sistemas de captación son
relativamente caros.
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La energía eólica
Es energía que se obtiene por medio del viento, es decir mediante la utilización de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire.
Hace siglos se ideó la forma de aprovechar la energía de las corrientes de aire, a través de aparatos mecánicos llamados molinos, estos transformaban la energía de las corrientes de aire en energía mecánica, de manera que las corrientes de aire chocaban con la hélice del molino haciéndola girar y de esta forma generar trabajo. Antiguamente los molinos de viento como su nombre lo indica eran usados para moler o para impulsar mecanismos para bombear agua. Actualmente los molinos de viento son usados para generar energía eléctrica de manera que el trabajo mecánico generado por las corrientes de viendo es utilizado para hacer girar el rotor de un generador eléctricos o aerogenerador.
Para que su instalación resulte rentable, los generadores eólicos suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.
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Parque eólico Paraguaná 1ra Etapa (Los Taques, Falcón, Venezuela)
31,5 megavatios (MW) distribuidos en 24 torres, que cuentan con una capacidad de generación instalada de 1,35 MW cada una.
Funcionamiento de un generador eólico
En la figura podemos observar las partes de un aerogenerador con cada
una de sus funciones
Es de destacar que los aerogeneradores no precisan zonas de fuerte velocidad del viento para producir energía (de hecho cuando la velocidad es excesiva el aerogenerador se para), sino que necesitan zonas donde siempre hay viento.
La energía eólica está conociendo un crecimiento importante a escala mundial. Actualmente se calculan más de 35.000 generadores eólicos repartidos por todo el planeta. Además la industria eólica emplea directamente a más de 4000 personas y existen unas 30 empresas para la fabricación de aerogeneradores.
La conferencia de Madrid considera posible que las energías renovables, entre ellas la eólica, contribuyen en un 15 % a la demanda total de energía primaria en la Unión Europea (UE).
La potencia eólica instalada en el mundo a finales de 1997 alcanzaba los 7673 MW. Los quince países de la UE cuentan con un 61,4 % de la producción mundial; EEUU con un 1743 MW (22,7 %); India disponía de 933MW; y China con 169MW.
Ventajas e inconvenientes de la energía eólicaLa energía eólica tiene una serie de ventajas, como son:
Es una fuente de energía segura y renovable. No produce emisiones a la atmósfera ni genera residuos, salvo los de la fabricación
de los equipos y el aceite de los engranajes. Se trata de instalaciones móviles, cuya desmantelación permite recuperar
totalmente la zona. Rápido tiempo de construcción (inferior a 6 meses). Beneficio económico para los municipios afectados (canon anual por ocupación del
suelo). Recurso autóctono. Su instalación es compatible con otros muchos usos del suelo. Se crean puestos de trabajo
Por el contrario también hay que decir que tiene una serie de inconvenientes, como son: Impacto visual: su instalación genera una alta modificación del paisaje. Impacto sobre la avifauna: principalmente por el choque de las aves contra las
palas, efectos desconocidos sobre modificación de los comportamientos habituales de migración y anidación.
Impacto sonoro: el roce de las palas con el aire produce un ruido constante, la casa mas cercana deberá estar al menos a 200 m.
Imposibilidad de ser zona arqueológicamente interesante.
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La energía geotérmica
La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. Esta energía se obtiene y se convierte en una central geotérmica, esta central se encarga de extraer la energía calórica que se encuentra bajo la superficie terrestre, transformarla en otro tipo de energía o regularla para otros usos como la calefacción.
El aprovechamiento de la energía geotérmica es determinado por una serie de condiciones geológicas que establecen la existencia de yacimientos geotérmicos. Una vez que se dispone de pozos de explotación se extrae el fluido geotérmico que consiste en una combinación de vapor, agua y otros materiales. Éste se conduce hacia la planta geotérmica donde debe ser tratado. Primero pasa por un separador de donde sale el vapor y la salmuera y líquidos de condensación y arrastre, que es una combinación de agua y materiales. Esta última se envía a pozos de reinyección para que no se agote el yacimiento geotérmico. El vapor continúa hacia las turbinas que con su rotación mueve un generador que produce energía eléctrica. Después de la turbina el vapor es condensado y enfriado en torres y lagunas.
El vapor producido por líquidos calientes naturales en energía por quemado de materia fósil, por fisión nuclear o por otros medios. Las perforaciones modernas en los sistemas geotérmicos alcanzan reservas de agua y de vapor, calentados por magma mucho más profundo, que se encuentran hasta los 3.000 metros bajo el nivel del mar. El vapor se purifica en la boca del pozo antes de ser transportado en tubos grandes y aislados hasta las turbinas. La energía térmica puede obtenerse también a partir de géiseres y de grietas.
En algunas zonas de la Tierra, las rocas del subsuelo se encuentran a temperaturas elevadas. La energía almacenada en estas rocas se conoce como energía geotérmica. Para
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poder extraer esta energía es necesaria la presencia de yacimientos de agua cerca de estas zonas calientes. La explotación de esta fuente de energía se realiza perforando el suelo y extrayendo el agua caliente. Si su temperatura es suficientemente alta, el agua saldrá en forma de vapor y se podrá aprovechar para accionar una turbina.Podemos encontrar básicamente cuatro tipos de campos geotérmicos dependiendo de la temperatura:
Energía geotérmica de alta temperatura
La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza terrestre (zonas volcánicas, límites de placas litosféricas, dorsales oceánicas). A partir de acuíferos cuya temperatura está comprendida entre 150 y 400 ºC, se produce vapor en la superficie que enviando a las turbinas, genera electricidad. Se requieren varios parámetros para que exista un campo geotérmico: un techo compuesto de un cobertura de rocas impermeables; un deposito, o acuífero, de permeabilidad elevada, ente 300 y 2000m de profundidad, rocas fracturadas que permitan una circulación convectiva de fluidos, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático (entre 3 y 10 km de profundidad a 500-600 ºC).La explotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo.
Energía geotérmica de media temperatura
La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas (70-150 ºC). Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza a un menor rendimiento, y debe utilizarse como intermediario un fluido volátil. Pequeñas centrales eléctricas pueden explotar estos recursos.
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Energía geotérmica de baja temperatura
La energía geotérmica de baja temperatura es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores, por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 60 a 80 C. Se utiliza para la calefacción de las viviendas, principalmente en Islandia y en Francia.
Energía geotérmica de muy baja temperatura
La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 60 ºC. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas (calentamiento de invernaderos, como se utiliza en Hungría).
Actualmente muchos países hacen uso de la energía geotérmica para electricidad mundialmente se generan cerca de 8.000 megawatt.
Ventajas e inconvenientes de la energía geotérmica
La energía geotérmica tiene una serie de ventajas, como son:
Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que
los originados por el petróleo y el carbón. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético. Ausencia de ruidos exteriores. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas
natural y uranio combinados.
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La central de Melun, Francia
Utilización de la energía geotérmica de baja temperatura para la calefacción de viviendas.
No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.
El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de conducciones (gasoductos u oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de combustibles.
La emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.
Por el contrario también hay que decir que tiene una serie de inconvenientes, como son: En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo
podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal. Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc. Contaminación térmica. Deterioro del paisaje. No se puede transportar (como energía primaria). No está disponible más que en determinados lugares.
Energía biomasa o bioenergía
La bioenergía o energía de biomasa es un tipo de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica e industrial formada en algún proceso biológico o mecánico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos (plantas, seres humano, animales, entre otros), o sus restos y residuos. El aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente (por combustión), o por transformación en otras sustancias que pueden ser aprovechadas más tarde como combustibles o alimentos. La energía de biomasa procede de la madera, residuos agrícolas y estiércol, y continúa siendo la fuente de energía principal en los países en desarrollo.
Cuando la materia viva se descompone, la energía contenida en ella se libera. Esto ocurre mediante el metabolismo de los alimentos, la descomposición de la materia viva o la combustión de la leña, etc. Por tanto, podemos decir, que el conjunto de materia viva que existe en un momento dado, o biomasa, es un gran depósito energético temporal, cuya magnitud está mantenida a base de un constante flujo de captación y liberación.
La biomasa considera toda la materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes de su transformación natural o artificial. Clasificándolo de la siguiente forma:
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Biomasa natural: es la que se produce en la naturaleza sin la intervención humana.
Biomasa residual: que es la que genera cualquier actividad humana, principalmente en los procesos agrícolas, ganaderos y los del propio hombre, tal como, basuras y aguas residuales.
Biomasa producida: que es la cultivada con el propósito de obtener biomasa transformable en combustible, en vez de producir alimentos, como la caña de azúcar en Brasil, orientada a la producción de etanol para carburante.
La naturaleza de la biomasa es muy variada, ya que depende de la propia fuente, pudiendo ser animal o vegetal, pero generalmente se puede decir que se compone de hidratos de carbono, lípidos y prótidos. Siendo la biomasa vegetal la que se compone mayoritariamente de hidratos de carbono y la animal de lípidos y prótidos.
La biomasa puede ser extraída de diferentes medios como:
Bosques: La única biomasa explotada actualmente para fines energéticos es la de los bosques. No obstante, el recurso de la biomasa de los bosques para cubrir la demanda energética sólo puede constituir una opción razonable en países donde la densidad territorial de dicha demanda es muy baja, así como también la de la población (Tercer mundo). En países con déficit maderero sólo es razonable contemplar el aprovechamiento energético de la tala, de la limpieza de las explotaciones forestales (leña, ramaje, follaje, etc.) y de los residuos de la industria de la madera.
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La energía contenida en los desechos de la naturaleza vuelve a ella en procesos naturales.
Existe energía contenida en todos los desechos orgánicos del hombre.
Se extrae combustibles como el etanol de grandes extensiones de cultivos
Residuos agrícolas y deyecciones y camas de ganado: Estos constituyen otra fuente importante de bioenergía, aunque no siempre sea razonable darles este tipo de utilidad. En España sólo parece recomendable con ese fin el uso de la paja de los cereales en los casos en que el retirarla del campo no afecte apreciablemente a la fertilidad del suelo, y de las deyecciones y camas del ganado cuando el no utilizarlas sistemáticamente como estiércol no perjudique las productividades agrícolas.
Cultivos energéticos: Es muy discutida la conveniencia de los cultivos o plantaciones con fines energéticos, no sólo por su rentabilidad, sino también por la competencia que ejercerían con la producción de alimentos y otros productos necesarios (madera, etc.). Las dudas aumentan en el caso de las regiones templadas, donde la asimilación fotosintética es inferior a la que se produce en zonas tropicales. Así y todo, se ha estudiado de modo especial la posibilidad de ciertos cultivos energéticos, especialmente sorgo dulce y caña de azúcar. No obstante, el problema de la competencia entre los cultivos clásicos y los cultivos energéticos no se plantearía en el caso de otro tipo de cultivo energético.Los cultivos acuáticos. Una planta acuática particularmente interesante desde el punto de vista energético sería el Jacinto de agua, que posee una de las productividades de biomasa más elevadas del reino vegetal. Podría recurrirse también a ciertas algas microscópicas, que tendrían la ventaja de permitir un cultivo continuo. Así, el alga unicelular Botryococcusbraunii, en relación a su peso, produce directamente importantes cantidades de hidrocarburos.
Existen diversos procesos para la conversión de la biomasa en energía como:
Métodos termoquímicos:Estos métodos se basan en la utilización del calor como fuente de transformación de la biomasa. Están bien adaptados al caso de la biomasa seca, y en particular, a los de la paja y de la madera.
La combustión: Oxidación de la biomasa por el oxígeno del aire, libera simplemente agua y gas carbónico, y puede servir para la calefacción doméstica y para la producción de calor industrial.
La pirolisis: Combustión incompleta de la biomasa en ausencia de oxigeno, a unos 500 grados centígrados, se utiliza desde hace mucho tiempo para producir carbón vegetal. Aparte de este, la pirolisis lleva a la liberación de un gas pobre, mezcla de monóxido y dióxido de carbono, de hidrógeno y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de débil poder calórico, puede servir para accionar motores diesel, o para producir electricidad, o para mover vehículos. Una variante de la pirolisis, llamada pirolisis flash, llevada a 1000 grados centígrados en menos de un segundo, tiene la ventaja de asegurar una gasificación casi total de la biomasa. De todas formas, la gasificación total puede obtenerse mediante una
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oxidación parcial de los productos no gaseosos de la pirolisis. Las instalaciones en la que se realizan la pirolisis y la gasificación de la biomasa reciben el nombre de gasógenos. El gas pobre producido puede utilizarse directamente como se indica antes, o bien servir la base para la síntesis de un alcohol muy importante, el metanol, que podría sustituir las gasolinas para la alimentación de los motores de explosión (carburol).
Gasificación: Es una de las tecnologías más avanzadas, y consiste en la utilización del gas combustible generado en una turbina de gas, donde se recupera el calor de los gases de salida para producir vapor y mover una turbina. El rendimiento de esta tecnología puede duplicar al de la combustión directa.
La fermentación alcohólica: Es una técnica empleada desde muy antiguo con los azúcares, que puede utilizase también con la celulosa y el almidón, a condición de realizar una hidrólisis previa (en medio ácido) de estas dos sustancias. Pero la destilación, que permite obtener alcohol etílico prácticamente anhidro, es una operación muy costosa en energía. En estas condiciones la transformación de la biomasa en etanol y después la utilización de este alcohol en motores de explosión, tienen un balance energético global dudoso. A pesar de esta reserva, ciertos países (Brasil, EE.UU, Venezuela) tienen importantes proyectos de producción de etanol a partir de biomasa con un objetivo energético (propulsión de vehículos; cuando el alcohol es puro o mezclado con gasolina, el carburante recibe el nombre de gasohol).
La fermentación metánica: Es la digestión anaerobia de la biomasa por bacteria. Es idónea para la transformación de la biomasa húmeda (mas del 75% de humedad relativa).En los fermentadores, o digestiones, la celulosa es esencialmente la sustancia que se degrada en un gas, que contiene alrededor de 60% de metano y 40% de gas carbónico. El problema principal consiste en la necesidad de calentar el equipo, para mantenerlo en la temperatura óptima de 30-35 grados centígrados. No obstante, el empleo de digestores es un camino prometedor hacia la autonomía energética de las explotaciones agrícolas, por recuperación de las deyecciones y camas del ganado. Además, es una técnica de gran interés para los países en vías de desarrollo. Así, millones de digestores ya son utilizados por familias campesinas chinas.
Ventajas e inconvenientes de la bioenergíaLa bioenergía tiene una serie de ventajas, como son:
Disminución de las emisiones de CO2 Aunque para el aprovechamiento energético
de esta fuente renovable tengamos que proceder a una combustión, y el resultado
de la misma sea agua y CO2, la cantidad de este gas causante del efecto
invernadero, se puede considerar que es la misma cantidad que fue captada por
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las plantas durante su crecimiento. Es decir, que no supone un incremento de este
gas a la atmósfera.
No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados, ni apenas partículas sólidas.
Si se utilizan residuos de otras actividades como biomasa, esto se traduce en un
reciclaje y disminución de residuos.
Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos excedentarios en el mercado de
alimentos. Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al sector agrícola.
Permite la introducción de cultivos de gran valor rotacional frente a monocultivos
cerealistas.
Puede provocar un aumento económico en el medio rural.
Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles.
Por el contrario también hay que decir que tiene una serie de inconvenientes, como son:
Sólo es capaz de aprovechar residuos orgánicos.
Tiene un mayor coste de producción frente a la energía que proviene de los
combustibles fósiles
Menor rendimiento energético de los combustibles derivados de la biomasa en
comparación con los combustibles fósiles.
Producción estacional. La materia prima es de baja densidad energética lo que
quiere decir que ocupa mucho volumen y por lo tanto puede tener problemas de
transporte y almacenamiento.
Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización.
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Energía mareomotriz
Es la energía que se obtiene de las mareas, es decir, el movimiento de las aguas del mar, que producen una energía que se transforma en electricidad en las centrales mareomotrices. Se aprovecha la energía liberada por el agua de mar en sus movimientos de ascenso y descenso de las mareas (flujo y reflujo). Ésta es una de las nuevas formas de producir energía eléctrica, la cual es poco usual, pero es llevada a cabo y desarrollada en países europeos.
La energía de las mareas o mareomotriz se aprovecha embalsando agua del mar en ensenadas naturales y haciéndola pasar a través de turbinas hidráulicas.
Las ondas se pueden observar en el mar, incluso en ausencia del viento; son masas de agua que avanzan y se propagan en la superficie en forma de ondulaciones cilíndricas. Es bastante raro ver una onda marina aislada; generalmente se suceden varias y aparecen en la superficie ondulaciones paralelas y separadas por intervalos regulares. Cuando una barca sube sobre la cresta de la onda perpendicularmente a ella, la proa se eleva, y cuando desciende sobre el lomo, la proa se hunde en el agua. Es el característico cabeceo.
Los elementos de una onda son: su longitud, esto es, la distancia entre dos crestas consecutivas; la amplitud o distancia vertical entre una cresta y un valle; el período, esto es el tiempo que se separa el paso de dos crestas consecutivas por delante en un punto fijo y la velocidad.
La energía que desarrollan las ondas es enorme y proporcional a las masas de aguas que oscilan y a la amplitud de oscilación. Esta energía se descompone en dos partes, las cuales, prácticamente, son iguales, una energía potencial, la cual provoca la deformación de la superficie del mar, y una energía cinética o de movimiento, debida al desplazamiento de las partículas de la masa de agua.
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Central eléctrica mareomotriz en el estuario del río Rance (Francia)
Aprovecha las corrientes marinas bajo una diferencia des nivel del mar
En la energía mareomotriz entra lo que es la energíaundimotriz, o energía olamotriz, la cual es la energía generada por el movimiento de las olas.
Si la profundidad es pequeña, la energía cinética es transportada con una velocidad que depende de determinadas características de la onda. Se ha calculado que una onda de 7,50 metros de altura sobre el nivel de las aguas tranquilas y de 150 metros de longitud de onda, propagándose con una velocidad de 15 metros por segundo, desarrolla una potencia de 700 caballos de vapor por metro lineal de cresta; según esto, una onda de las mismas características que tuviese 1Km. De ancho desarrollaría la considerable potencia de 700.000 caballos de vapor. Esto explica los desastrosos efectos que producen las tempestades marinas. La energía estimada por las mareas es del orden de 22000 TWh. De esta energía se considera recuperable una cantidad que ronda los 200 TWh.
Las olas del mar son un derivado terciario de la energía solar. El calentamiento de la superficie terrestre genera viento, y el viento genera las olas. Únicamente el 0.01% del flujo de la energía solar se transforma en energía de las olas. Una de las propiedades características de las olas es su capacidad de desplazarse a grandes distancias sin apenas pérdida de energía. Por ello, la energía generada en cualquier parte del océano acaba en el borde continental. De este modo la energía de las olas se concentra en las costas. La densidad de energía de las olas es, en un orden de magnitud mayor que la de la energía solar. Las distribuciones geográficas y temporales de los recursos energéticos de las olas están controladas por los sistemas de viento que las generan (tormentas, alisios, monzones).
Ventajas e inconvenientes de la energía mareomotrizLa energía mareomotriz tiene una serie de ventajas, como son:
tienen las características convencionales de cualquier central hidroeléctrica.
Responden de forma rápida y eficiente a los cambios de carga, generando energía
libre de contaminación, y de variaciones estacionales o anuales.
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Maquina cilíndrica utilizada para aprovechar la energía del movimiento de las olas.
Tienen un mantenimiento bajo y una vida prácticamente ilimitada.
Este tipo de energía se autorenueva, no contamina, es silenciosa, la materia prima
es la marea y es muy barata, funciona en cualquier clima y época del año, y ayuda
para que non haya inundaciones.
Por el contrario también hay que decir que tiene una serie de inconvenientes, como son:
Uno de los problemas técnicos importantes consiste en cómo absorber
la energía mecánica, que incide en un campo aleatorio de velocidades,
en energía eléctrica apta para su conexión a la red eléctrica.
El alto costo económico de la inversión inicial demanda que el periodo
de amortización de estas centrales sea largo.
Su utilización se circunscribe a zonas costeras o próximas a la costa, por mayor
erogación económica que implicaría transportar la energía obtenida a lugares
del interior.
Otro inconveniente es el impacto ambiental debido a las instalaciones, que
requieren modificación del paisaje para su construcción. Se ha de disponer de
mucho espacio para albergar las enormes turbinas, lo cual involucra un
impacto ecológico sobre los ecosistemas, habitualmente costeros.
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La energía alternativa para beneficio del estado Falcón
En el estado Falcon, especificamente en la ciudad de Punto Fijo, capital del municipio Carirubana, existe una demanda de energia la cual es una de las mas altas de del pais, por se la localidad de las dos refinerias de Petroleo mas grandes del mundo, la refineria de Amuay y la de Punta Cardon, y ademas de ser una zona franca industrial con economia libre de impuesto y por estar licalizada en la peninsula de Paraguana, region con alto potencial turistico, lo que hace a esta ciudad ser muy visitada por turistas en distintos periodos del año.Todas estas razones vuelve a la region muy problemática en cuanto a problemas energeticos, ya que las dos refinerias, demas insutrias y en periodos del años en los cuales la peninsula se pobla de visitantes, esto demandan una gran cantidad de energia, por lo que en los ultimos años en el estado Falcon, se vienen desarrollando proyectos para aumentar su potencia energetica, una de estas maneras es aprovechando la energia alternativa.
Uno de los proyectos que aun se esta llevando a cabo es la construccion de un parque eolico, ya que la peninsula de Paraguana es caracterizada por ser una region de fuertes vientos lo que la hace una zona de grandes posibilidades eólicas. El parque eólico Paraguana generaría electricidad para los poblados de la zona suroriental de la península de Paraguaná, que tiene una necesidad mayor de 20 megavatios. El proyecto del parque implica la instalación de 76 aerogeneradores, de 1,32 megavatios cada uno, que generaran 100 megavatios de potencia y cuyo costo individual de cada aerogenerador es de 850 mil dólares.
En la region tambien se estan llevando a cabo proyectos menores en cuanto el aprovechamiento de la energia solar, y utilizarla para el funcionamiento de semaforos y
luces publicas.
La energia solar ayudaria a solventar el problema energetico
Una vision que ayudaria a solventar el problema energetico de la peninsula de Paraguana, seria un proyecto que aprovechara en alto indice la energia solar, ya que la peninsula de Paraguaná ademas de ser una region de fuertes vientos tambien es una region caracterizada por poseer un ambiente soleado en la mayoria de los meses del año, por tanto cabe destacar que la energia solar ademas de la eólica tambien es un medio que resultaria de gran provecho en esta zona del pais.
Si se logró construir un parque eólico, existe la posibilidad de que futuramente se podra construir una central electrica que funcione con energia solar, todo depende de que se
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valla innovando y de que existan propuestas en cuanto al aprovechamiento de este tipo de energia.
Una propuesta de un proyecto energetico con respecto al aprovechamiento de la energia solar seria un proyectos de instalacion de paneles solares fotovoltaicos con el fin de generar energia electrica y avastecer a los poblados de la peninsula de Paraguana, los cuales son los principales afectados de la problemática energetica de la region.
Instalacion de paneles solares fotovoltaicos en la peninsula de Paraguaná
Este proyecto consiste en la instalacion de paneles solares fotovoltaicos en algun lugar de la peninsula, con el fin de aprovechar la energia solar y utilizarla para solucionar los problemas de deficit energetico de los poblados de la region como Santa Ana, El Supí, Adicora, Santa Cruz de los Taques, Moruy, Buena Vista, entre otros, que estan sometidos constantemente a apagones de electricidad. La energia obtenida de los paneles solares seria una alternativa a la hora que ocurran estos apagones.
Primeramente antes de llevar a cabo este proyecto se realizaria un analisis tecnico en el que se llevarian a cabo estudios sobre parametros ambientales, metereologicos y geologicos de la zona, para determinar la eficacia del proyecto, con respecto a lo que hay que considerar para llevarlo a cabo, cuando y donde se instalarian estos paneles fotovoltaicos, cuantos paneles solares se instalarian tomando en cuanta la disponibilidad economica, y cuanto potencial electrico generarian.
El proyecto se basa en la instalacion de 196 paneles solares. Los paneles serian instalados en alguna zona llana y despejada de la peninsula, para aprovechar eficientemente su funcionamiento.
El consumo de energia de los poblados no sobrepasa los 47,5 kWh por dia. Escogiendo este valor de potencia se requieriria, un total de 196 paneles (para conformar grupos de 4 paneles de 12V que permitan operar a 48V).
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Las llanuras localizadas al noroeste de la península son zonas de buenas condiciones para la instalación de un conjunto fotovoltaico, ya que son zonas que tiene un cielo despejado la mayor parte del tiempo.
De acuerdo al mercado erupeo, el precio promedio de un panel de 100 W ronda los 800€ por unidad. Considerando que es una cantidad considerable de paneles, es razonable pensar en una posible rebaja en el precio por unidad a la hora de realizar la compra. Suponiendo un precio rebajado de 760€, el costo total asociado a la compra de los paneles sería de 148960 € cuyo precio en Bolivares considerando las fructuaciones de la moneda serian de alrededor de 774592 Bs. El precio de los paneles suele estar entre el 50 y el 55% del costo total de la inversión, que unido al resto del equipo necesario supone entre el 70 y 75% del costo total, siendo el 25% restante destinado a la ingeniería, administración, y gastos generales.
Para llevar a cabo la relizacion del conjunto fotovoltaico, es necesario tambien otros articulos, como baterias, reguladores, inversores, estructuras, engtre otros articulos. Por lo que aproximadamente el costo inicial del proyecto estaria planteado de la siguiente manera:
Articulo Precio en Euros Precio en BolivaresPaneles 148960,00 € 774592,00 BsBaterias 1872,00 € 9734,40 BsReguladores 1400,00 € 7280.00 BsInversores 7500,00 € 39000.00 BsEstructuras 13720,00 € 71344.00 BsMedidores de consumo 2600,00 € 13520.00 BsGastos adicionales 58426,67 € 58426.00 bs
Costo inicial total 234478.67 € 1219289.084 Bs
Con estos datos, ya se tiene la base de como implementar un proyecto basado en aprovechar la energia solar en el estado Falcon, lo importante esta en llevarlo a cabo.
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CONCLUSION
El mundo se encuentra en constante avance, dia a dia se desarrollan e implementan diversas tecnologias para hacer mas factible el trabajo humano, por lo que cada vez el mundo demanda mas energia, y una forma de extraer energia sin generar contaminacion el cual es otro problema en el mundo actual es a traves de las energias alternativas, los cuales son medios de obtencion de energia muy eficaces, ya que se obtiene energia de medios renovables y sin contaminacion. hoy en dia a nivel mundial ya se estan agotando los recursos naturales, por lo que es necesario innovar sobre el tema de como extraer energia de otros recursos, como el Sol, que es el principal aportador de energia para nuestro planeta, las corrientes de aire, las corrientes de los mares, la energia quimica almacenada en desechos organicos, hasta la energia calorica acumulada en el interior de la tierra.
En Venezuela, un pais que depende principalmente de la produccion y exportacion de petroleo, es hora de ir pensando en el futuro, por lo que hay que implementar nuevas ideas en cuanto al consumo de energia, es hora de unirse a los demas paises que estan implementando la extraccion de energia de recursos renovables, por la sencilla razon de que Venezuela es un pais que esta estrategicamente ubicado en un lugar del mundo donde abundan los recursos tanto renovables como no renovables, y hoy en dia se explotan mas que todo los no renovables habiendo disponibilidad de aprovechar los recursos alternativos.
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BIOBLIOGRAFIAS
GRAN DICCIONARIO ENCICLOPEDICO GRIJALBO (EDICION 1998, México)
Enciclopedia autodidactica Zamora (EDITORIAL ZAMORA, 2001)
www.slideshare.net/energia/energias-alternativas-presentation
www.Lainformacion.com
www.monografias.com/energias-alternativas
www.venezuelatuya.com/occidente/paraguana.htm
www.economiadelaenergia.com/energia-renovable
www.aveol.org.ve
www.rena.edu.ve/energiasrenovables
www.monografías.com/energía-solar
es.scribd.com/doc/17362663/Bioenergía
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