ENERGÍAS ALTERNATIVAS
Además de las centrales convencionales estudiadas, existen otras instalaciones cuyo objetivo también es obtener energía eléctrica. Son las fuentes de energía alternativas, con menos repercusiones negativas para el medio ambiente.
Parques eólicos
Un parque eólico es una instalación en la que se aprovecha la energía cinética del viento para generar energía eléctrico. Está constituido por un conjunto de aerogeneradores en los que el movimiento de las aspas se aprovecha para obtener energía eléctrica.
La potencia de un aerogenerador depende fundamentalmente de la velocidad del viento, del área que abarcan las aspas y de un coeficiente propio de cada aerogenerador.
Existen diversos modelos de aerogeneradores, pero los que se utilizan para producción de energía eléctrica son de eje horizontal y disponen de tres palas, debido a que son los que más rendimiento proporcionan.

Centrales solares

Podemos diferenciar dos tipos de centrales solares eléctricas dependiendo de cómo se realice la transformación energética: centrales termosolares y centrales solares fotovoltaicas.

Centrales termosolares

Las centrales termosolares son instalaciones similares a las centrales térmicas, pero con la diferencia de que la energía calorífica necesaria para mover la turbina se consigue mediante la energía del Sol.

La energía solar presenta una gran dispersión, por lo cual, para poder obtener densidades energéticas elevadas se necesitan grandes superficies de captación o sistemas de concentración de los rayos solares.

 Central solar de torre. Una gran cantidad de espejos (helióstatos) reflejan la radiación solar sobre un receptor, por cuyo interior circula un fluido, que , al calentarse, transfiere el calor a un generador de vapor, que a su vez moverá la turbina.

 Central de colectores cilíndrico-parabólicos. El funcionamiento de estas centrales es muy parecido al de las centrales de

Central de colectores cilíndrico-parabólicos. El funcionamiento de estas centrales es muy parecido al de las centrales de torre. Estos colectores concentran la luz solar en un tubo central. Por este tubo circula un fluido, normalmente aceite térmico, que se calienta a una temperatura de unos 300ºC y se envía al edificio de turbinas, donde se utiliza para producir vapor de agua en un generador de vapor y posteriormente este vapor hace girar una turbina. El alternador generará energía eléctrica a partir de la energía mecánica de la turbina.

CENTRALES ELÉCTRICAS CONVENCIONALES 

1. Centrales térmicas:Las centrales térmicas (o termoeléctricas) son aquellas que aprovechan la energía térmica (o calorífica) procedente de la combustión de fuentes energéticas como el carbón, el petróleo o el gas, para obtener energía eléctrica.

Podemos hablar de dos tipos de centrales térmicas: 

 Centrales térmicas convencionales. El proceso es el siguiente:

1. En la caldera se realiza la combustión de la fuente energética correspondiente (carbón, petróleo y gas). La energía térmica generada calienta un circuito de agua y la transforma en vapor de agua a alta presión y temperatura.

2. El vapor se lleva hasta una turbina de vapor, donde la mueve y genera un movimiento rotacional del eje.

3. El eje, unido al alternador, hace que éste genere energía eléctrica, la cual se transforma y se vierte a la red.

4. Una vez que el vapor de agua mueve el conjunto turbina-alternador, se convierte en agua en el condensador y a continuación se enfría en la torre de condensación con el objetivo de reiniciar el ciclo.

2. Central térmica de ciclo combinado: Son centrales que utilizan como combustible el gas natural y son más eficientes que las convencionales porque reutilizan la energía remanente de los gases de combustión. La energía térmica del combustible se transforma en electricidad mediante dos ciclos: el correspondiente a una turbina de gas y el convencional de agua/turbina de vapor:

‒ En una turbina de gas se produce la combustión de gas. Los gases de combustión que se producen se conducen hasta una turbina de gas donde la energía se transforma en energía mecánica de rotación que se transmite al alternador acoplado, donde se produce la energía eléctrica.

‒ A la salida de la turbina de gas, estos gases de combustión que aún están a una temperatura elevada, se usan para generar vapor de agua, que será llevada a una turbina de vapor que acoplada a otro alternador producirá energía eléctrica.

‒ Conviene señalar que el desarrollo actual de esta tecnología tiende a acoplar las turbinas de gas y de vapor ao mismo eje, accionando así conjuntamente el mismo alternado.

2.Centrales nucleares :Las centrales nucleares son un tipo de central térmica que se diferencia de las anteriores en que la energía calorífica que mueve la turbina no procede de la combustión del carbón, el gas o el petróleo sino de la fisión de átomos radiactivos. Se caracterizan por su gran potencia.

Los núcleos de algunos átomos, como el uranio, son inestables. Esto significa que, de forma natural en un período de tempo más o menos largo, acaban rompiéndose para formar otros átomos diferentes que tienen núcleos más pequeños. Este fenómeno, la rotura del núcleo de los átomos para formar átomos más pequeños, se denomina fisión nuclear. Cuando se produce la fisión de un núcleo atómico se desprende una gran cantidad de energía que antes era utilizada por el núcleo para mantenerse .

El funcionamiento de una central nuclear es similar al de una central térmica, pero en lugar de generarse el calor en una caldera por combustión de carbón, el calor se genera en un reactor nuclear. En el reactor se producen reacciones de fisión (ruptura) de los núcleos atómicos del combustible nuclear (generalmente uranio enriquecido). Estas reacciones liberan una gran cantidad de energía en forma de calor, para calentar el agua y transformarla en el vapor a presión que moverá las turbinas de un generador.

Estas centrales son muy eficientes: proporcionan mucha energía con poco combustible. Además, no emiten gases contaminantes a la atmósfera, tal sólo vapor de agua desde la torre de refrigeración.

Sin embargo, la energía nuclear tiene un grave inconveniente: genera residuos radiactivos que son díficiles de almacenar de forma segura y, además, existen riesgos de graves accidentes, como el ocurrido en Chernobyl (Ucrania), en el año 1986, cuando se incendió un reactor y escaparon sustancias radiactivas tóxicas que se extendieron por casi toda Europa.

3. centrales hidroeléctricas:Las centrales hidroeléctricas se basan en el aprovechamiento de la energía potencial y/o cinética del agua de los ríos. El agua se lleva a una turbina, donde mueve los álabes y genera un movimiento de rotación de su eje; dicho eje está unido al alternador, el cual general la energía eléctrica. 

La potencia eléctrica de una central hidroeléctrica depende tanto del caudal turbinado como de la altura del salto.

En función del caudal y la altura, el agua dispone de más energía potencial o más energía cinética, y ello permite distinguir dos tipos de centrales hidráulicas:

 Centrales hidroeléctricas de agua fluyente. No cuentan con reserva de agua y, por lo tanto, turbinan el agua de la que disponen en cada momento. Son centrales con gran caudal pero poco salto. La construcción se realiza sobre el propio cauce del río.

 Centrales hidroeléctricas de reserva. Necesitan de la construcción de un embalse, donde se almacena energía potencial y, por lo tanto, permiten gestionar la producción. En este caso, el salto es mayor, mientras que el caudal es más pequeño.

Existen también las denominadas centrales de bombeo, cuya particularidad es que disponen de dos embalses, uno en la parte alta y otro en la baja, de forma que, en las horas de mayor demanda energética la central turbina agua como una central de agua embalsada, y almacena esta agua turbinada en el embalse inferior. Mientras que durante las horas del día en las que la demanda de energía es menor, el agua es bombeada al embalse superior para que pueda hacer el ciclo productivo nuevamente.

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Generación de la energía eléctrica

Para producir energía eléctrica necesitamos un dispositivo que cree y mantenga una diferencia de potencial (diferencia de carga) entre dos puntos para que se pueda producir un flujo de electrones, es decir, una corriente eléctrica.

La energía eléctrica se genera de 3 formas diferentes:

1. Transformaciones químicas.
2. Luz solar .
3. Generadores eléctricos (dinamos y alternadores).

Transporte y distribución de la energía eléctrica

La red de transporte es la parte del sistema encargada de llevar la energía eléctrica desde las centrales eléctricas hasta los grandes puntos de consumo, recorriendo enormes distancias.

El elemento que nos permite cambiar la tensión y la intensidad de la corriente eléctrica es el transformador. Su característica principal es que el producto de tensión e intensidad a su entrada y a su salida es constante. El transformador puede ser elevador (sube la tensión, baja la intensidad) o reductor (baja la tensión, sube la intensidad).

La distribución de energía eléctrica se realiza en media tensión y son las compañías distribuidoras las propietarias y gestoras de estas líneas.

Se denomina alta tensión eléctrica a las tensiones superiores a los 66.000 V, mientras que con media tensión nos referimos a las tensiones entre 1.000 y 36.000 voltios.

Para transportar grandes cantidades de energía eléctrica, debemos tener en cuenta que:

1. Cuanta más intensidad transporten, los cables eléctricos deben tener mayor tensión.

2. A mayor intensidad, gran parte de la energía eléctrica se pierde al transformarse en calor, porque al circular más intensidad hay más electrones y más choques entre ellos y el material del cable conductor.

Por tanto, puesto que la potencia (P) viene definida por P=V x I, si queremos transportar energía eléctrica de forma que las pérdidas de potencia sean mínimas, debemos aumentar la tensión y disminuir la intensidad.

Por ejemplo, si queremos obtener una potencia de 1200 MW, podemos transportar:

 76 000 V con una intensidad de 9300A.

 400 000 V con una intensidad de 1700 A

La potencia disipada, por kilómetro de cable, en el primer caso (9300 A) será 0,76 MW, y en el segundo caso (1700 A), mucho menor: 0,025 MW.

la  Energía  

la energía se puede entender como la capacidad que tiene un cuerpo o un sistema para realizar  un trabajo o producir algún cambio o transformación. Tales cambios pueden ser movimiento, calentamiento  o alteraciones en dicho cuerpo.

   

debemos saber la diferencia de energía y potencia.

la potencia es la transferencia de energía por unidad de tiempo. de esta forma una bombilla viene caracterizada por su potencia.

Unidades de energía 

*Julio ( J );. es la unidad del sistema internacional. que se define como el trabajo que realiza una fuerza de 1 newton,cuyo punto se desplaza 1 metro.

*Caloría ( cal ):. es una unidad de energía muy utilizada en procesos en los que interviene el calor. se define como la cantidad de calor necesaria para elevar 1ºC o presión un gramo de agua 

*Kilovatio Hora ( kw.h ) :. es la unidad que se utiliza para medir el consumo de energía eléctrica. la energía se puede manifestar de diversas formas.

-Las principales formas de energía son :

1. Energía mecánica: es la formada por la suma de la energía cinética, asociada al movimiento y la potencia asociada a la fuerza de gravedad.  
   

 2. Energía térmica :. esta relacionada con el movimiento de las moléculas que forman la materia, cuanto mas caliente este la materia mayor es el movimiento de las moléculas.

 3. Energía Química: Es la energía asociada a las reacciones químicas. Estas reacciones, como la combustión de gas, son exotérmicas y liberan calor.

 4.Energía nuclear. Es la energía almacenada en el núcleo de los átomos, que se libera en las reacciones de fisión y fusión. Se podría decir que es un tipo de energía química.

 5.Energía radiante. Es la que tienen las ondas electromagnéticas, como la luz, los rayos ultravioletas, etc. Pueden transmitirse sin necesidad de soporte material alguno, en el vacío, como es el caso de la energía del Sol.

  6.Energía eléctrica. Está relacionada con el movimiento de las cargas eléctricas a través de los materiales conductores.

Todas estas formas de energía se pueden clasificar en dos tipos:

1. Energía primaria. Es la energía disponible en la naturaleza sin necesidad de ser transformada (gas, carbón,etc).
2.  Energía secundaria. Es la energía resultado de la transformación de las energías primarias (energía eléctrica).

FUENTES DE ENERGÍA

Todas ellas son energía primaria y, generalmente, se transforman en energía eléctrica (energía secundaria) para su transporte.

Podemos clarificarlas, atendiendo su origen, en:

1.  No renovables. Se encuentran en cantidades limitadas y en ellas la velocidad de regeneración es inferior a la de consumo.
2.  Renovables. Son inagotables, ya que se regeneran a un ritmo superior al que se consumen.

Por su utilización, las clasificamos en:

1.  Convencionales. Son las de uso más extendido.
2.  Alternativas. Su uso está menos extendido pero están adquiriendo cada vez más importancia.