inTRODUCCIÓN
Hay dos tipos de recursos energéticos, los renovables y los no renovables. Los renovables se caracterizan por que permiten su uso continuo para la producción de energía, mientras los no renovables se agotaran debido a su uso. La tabla inferior muestra ejemplos de cada uno.
Algunos recursos no son fácilmente clasificables, tales como la energía nuclear. Por lo que se debe tener cuidado al clasificarlos teniendo en cuenta su uso.
Ejemplo de esto son los materiales radioactivos que aunque no se renuevan como los árboles, consumen muy poca cantidad comparada con otros combustibles como carbón o petróleo por lo que son considerados renovables. Otro punto es que el sol eventualmente se acabara por lo que a primera vista parece ser no renovable sin embargo al poner los pies en la tierra consideramos a este un recurso renovable.
Para ciertos combustibles pueden ser renovables o no renovables dependiendo de nuestro uso. Un ejemplo son los arboles, si los cortamos intensivamente sin re-plantar o dejar que la naturaleza se recupere el recurso no será renovable. Sin embargo si el recurso es tratado de forma responsable será renovable.
Toda la energía que usamos tiene un origen macro, debido a la ley de la conservación de la energía. La gran mayoría de la energía usada por el hombre proviene de la energía irradiada por el sol, energía gravitacional entre el sol y la luna. Energía nuclear guardada en átomos, energía interna terrestre.
Densidad Energética:
Muestra una comparación entre la energía liberada vs su masa. La densidad energética se mide en J *Kg-1. Y es dada por la formula:
Esta comparación ah de tenerse en cuenta en cuestiones de producción o logística donde el combustible debe ser transportado en donde un poco densidad crearía mayores costos.
Densidad energética= Energía liberada del combustible / masa del combustible consumido
Esta comparación ha de tenerse en cuenta en cuestiones de producción o logística donde el combustible debe ser transportado en donde un poco densidad crearía mayores costos.
Ejemplo de esto son los materiales radioactivos que aunque no se renuevan como los árboles, consumen muy poca cantidad comparada con otros combustibles como carbón o petróleo por lo que son considerados renovables. Otro punto es que el sol eventualmente se acabara por lo que a primera vista parece ser no renovable sin embargo al poner los pies en la tierra consideramos a este un recurso renovable.
Para ciertos combustibles pueden ser renovables o no renovables dependiendo de nuestro uso. Un ejemplo son los arboles, si los cortamos intensivamente sin re-plantar o dejar que la naturaleza se recupere el recurso no será renovable. Sin embargo si el recurso es tratado de forma responsable será renovable.
Toda la energía que usamos tiene un origen macro, debido a la ley de la conservación de la energía. La gran mayoría de la energía usada por el hombre proviene de la energía irradiada por el sol, energía gravitacional entre el sol y la luna. Energía nuclear guardada en átomos, energía interna terrestre.
Densidad Energética:
Muestra una comparación entre la energía liberada vs su masa. La densidad energética se mide en J *Kg-1. Y es dada por la formula:
Esta comparación ah de tenerse en cuenta en cuestiones de producción o logística donde el combustible debe ser transportado en donde un poco densidad crearía mayores costos.
Densidad energética= Energía liberada del combustible / masa del combustible consumido
Esta comparación ha de tenerse en cuenta en cuestiones de producción o logística donde el combustible debe ser transportado en donde un poco densidad crearía mayores costos.
tipos de energias
combustibles fósiles
Origen:
Los combustibles fósiles son el gas natural, el petróleo y el carbón. El carbón es formado por capaz y capaz de plantas muertas que solían habitar pantanos.
Poco a poco estas se comprimen con otras sustancias hasta convertirse en carbón. Fueron producidos por la acumulación de material biológico muerto que a su vez fueron expuestos a altas temperaturas y grandes presiones a través de cientos de millones de años.
Mientras que el petróleo fue formado por los restos de vida marina que fueron comprimidos a su vez en el mar. El gas natural además de encontrarse en paquetes de aire subterráneos también puede ser producido como residuo de la producción de petróleo, o producirlo del carbón.
Factores Históricos y Geográficos
La revolución industrial ocurre en el oeste de Europa, en ella la manufactura a gran escala toma lugar, la mano de obra se ve altamente afectada. UK crece industrialmente e inicia un proceso a lo largo del mundo.
Este proceso, padre del consumismo, se dio gracias a 3 sucesos:
La primera fue el desarrollo de maquinas para textiles, que permitían la producción en masa de estos. Además las fabricas de textiles establecidas en Manchester fue visto como una pieza clave para la revolución.
Segundo, la creación y mejoramiento del motor a vapor ya que este permitía que las fabricas no dependieran de la corriente del agua para saciar sus necesidades energéticas. Permitiendo la expansión de estas a otras zonas.
Tercero, el desarrollo de las industrias de hierro permitieron una alta producción de hierro a precios bajos permitiendo a otras industrias que requerían de hierro una mayor producción.
Cuando la revolución coge forma la energía requerida mundialmente aumento drásticamente, la industria tendió a desarrollarse hacia combustibles fósiles . Una vez las fabricas fueron establecidas personas en busca de trabajo a las ciudades. Infraestructura fue creada para transportar los combustibles, y se crearon industrias cerca de estos yacimientos.
Factores Históricos y Geográficos
La revolución industrial ocurre en el oeste de Europa, en ella la manufactura a gran escala toma lugar, la mano de obra se ve altamente afectada. UK crece industrialmente e inicia un proceso a lo largo del mundo.
Este proceso, padre del consumismo, se dio gracias a 3 sucesos:
La primera fue el desarrollo de maquinas para textiles, que permitían la producción en masa de estos. Además las fabricas de textiles establecidas en Manchester fue visto como una pieza clave para la revolución.
Segundo, la creación y mejoramiento del motor a vapor ya que este permitía que las fabricas no dependieran de la corriente del agua para saciar sus necesidades energéticas. Permitiendo la expansión de estas a otras zonas.
Tercero, el desarrollo de las industrias de hierro permitieron una alta producción de hierro a precios bajos permitiendo a otras industrias que requerían de hierro una mayor producción.
Cuando la revolución coge forma la energía requerida mundialmente aumento drásticamente, la industria tendió a desarrollarse hacia combustibles fósiles . Una vez las fabricas fueron establecidas personas en busca de trabajo a las ciudades. Infraestructura fue creada para transportar los combustibles, y se crearon industrias cerca de estos yacimientos.
Comparación de recursos energéticos mundiales. Carbón
Los combustibles fósiles son el gas natural, el petróleo y el carbón. El carbón es formado por capaz y capaz de plantas muertas que solían habitar pantanos.
Poco a poco estas se comprimen con otras sustancias hasta convertirse en carbón. Fueron producidos por la acumulación de material biológico muerto que a su vez fueron expuestos a altas temperaturas y grandes presiones a través de cientos de millones de años.
Mientras que el petróleo fue formado por los restos de vida marina que fueron comprimidos a su vez en el mar. El gas natural además de encontrarse en paquetes de aire subterráneos también puede ser producido como residuo de la producción de petróleo, o producirlo del carbón.
Factores Históricos y Geográficos
La revolución industrial ocurre en el oeste de Europa, en ella la manufactura a gran escala toma lugar, la mano de obra se ve altamente afectada. UK crece industrialmente e inicia un proceso a lo largo del mundo.
Este proceso, padre del consumismo, se dio gracias a 3 sucesos:
La primera fue el desarrollo de maquinas para textiles, que permitían la producción en masa de estos. Además las fabricas de textiles establecidas en Manchester fue visto como una pieza clave para la revolución.
Segundo, la creación y mejoramiento del motor a vapor ya que este permitía que las fabricas no dependieran de la corriente del agua para saciar sus necesidades energéticas. Permitiendo la expansión de estas a otras zonas.
Tercero, el desarrollo de las industrias de hierro permitieron una alta producción de hierro a precios bajos permitiendo a otras industrias que requerían de hierro una mayor producción.
Cuando la revolución coge forma la energía requerida mundialmente aumento drásticamente, la industria tendió a desarrollarse hacia combustibles fósiles . Una vez las fabricas fueron establecidas personas en busca de trabajo a las ciudades. Infraestructura fue creada para transportar los combustibles, y se crearon industrias cerca de estos yacimientos.
Factores Históricos y Geográficos
La revolución industrial ocurre en el oeste de Europa, en ella la manufactura a gran escala toma lugar, la mano de obra se ve altamente afectada. UK crece industrialmente e inicia un proceso a lo largo del mundo.
Este proceso, padre del consumismo, se dio gracias a 3 sucesos:
La primera fue el desarrollo de maquinas para textiles, que permitían la producción en masa de estos. Además las fabricas de textiles establecidas en Manchester fue visto como una pieza clave para la revolución.
Segundo, la creación y mejoramiento del motor a vapor ya que este permitía que las fabricas no dependieran de la corriente del agua para saciar sus necesidades energéticas. Permitiendo la expansión de estas a otras zonas.
Tercero, el desarrollo de las industrias de hierro permitieron una alta producción de hierro a precios bajos permitiendo a otras industrias que requerían de hierro una mayor producción.
Cuando la revolución coge forma la energía requerida mundialmente aumento drásticamente, la industria tendió a desarrollarse hacia combustibles fósiles . Una vez las fabricas fueron establecidas personas en busca de trabajo a las ciudades. Infraestructura fue creada para transportar los combustibles, y se crearon industrias cerca de estos yacimientos.
Comparación de recursos energéticos mundiales. Carbón
Combustible
Carbón Petróleo Gas Nuclear(Uranio) Basura Solar Viento Hidroeléctrica(Represas). Marea Acumulación por Bombeo Olas Geo-térmica Bio-combustibles |
¿Renovable?
No No No No No Si Si Si Si n/a Si Si Algunos |
¿Emite de CO2?
Si Si Si No Si No No No No No No No Si |
Densidad Energética (MJ kg-1).
22-33 42 54 90 000 000 10 n/a n/a n/a n/a n/a n/a n/a 30 |
Tabla De la eficiencia de combustibles Fósiles
Combustible Fósil
Carbón Gas Natural Petróleo |
Eficiencia promedio
35% 45% 38% |
Eficiencia máxima
42% 52% 45% |
Ventajas y desventajas de los combustibles fósiles.
Desventajas
· Su combustión tiene como sub-producto lluvia acida y polución.
· Su combustión libera gases de invernadero.
· Su extracción del subsuelo puede dañar el medio ambiente.
· Centrales eléctricas de carbón requieren altas cantidades del combustible.
Ventajas
· Alta densidad energética, mucha energía esta concentrada en pequeñas masas del combustible.
· Fáciles de Transportar(Compáralo con transporte de uranio).
· Baratos comparados a sus sustitutos.
· Plantas de estos pueden construirse en cualquier lado si hay carreteras y disponibilidad de agua.
· Pueden ser usados directamente en casa para proveer calor.
· Su combustión tiene como sub-producto lluvia acida y polución.
· Su combustión libera gases de invernadero.
· Su extracción del subsuelo puede dañar el medio ambiente.
· Centrales eléctricas de carbón requieren altas cantidades del combustible.
Ventajas
· Alta densidad energética, mucha energía esta concentrada en pequeñas masas del combustible.
· Fáciles de Transportar(Compáralo con transporte de uranio).
· Baratos comparados a sus sustitutos.
· Plantas de estos pueden construirse en cualquier lado si hay carreteras y disponibilidad de agua.
· Pueden ser usados directamente en casa para proveer calor.
energía nuclear.
Principios de producción de energía
Muchas plantas nucleares usan el Uranio-235 como “combustible”. Pero este no se quema, si no que se produce energía usando una reacción de fisión. En cada reacción individual, un neutrón hace que el núcleo del uranio se separe. Los fragmentos del núcleo se mueven rápido y la temperatura aumenta, además entre los fragmentos hay mas neutrones que al iniciar otras reacciones forman una reacción en cadena.
Muchas plantas nucleares usan el Uranio-235 como “combustible”. Pero este no se quema, si no que se produce energía usando una reacción de fisión. En cada reacción individual, un neutrón hace que el núcleo del uranio se separe. Los fragmentos del núcleo se mueven rápido y la temperatura aumenta, además entre los fragmentos hay mas neutrones que al iniciar otras reacciones forman una reacción en cadena.
El diseño de un reactor nuclear debe asegurar que solo un neutrón de cada reacción inicie otras reacciones. Ya que si mas reacciones se llevan a cabo la reacción en cadena se puede salir de control, pero si hubieran menos reacciones el numero de reacciones disminuiría y la reacción de fisión pararía tarde o temprano.
Entre mas grande sea el bloque de combustible hay una mayor probabilidad de que un neutrón cause una reacción y que gracias a esta empiece una reacción en cadena. Además hay energías de neutrones en particular que hacen mas probable fisión nuclear. Generalmente los neutrones creados por el proceso de fisión se les debe disminuir la rapidez para poder volver a reaccionar.
También La probabilidad de que un neutrón cause una reacción de fisión depende de el numero de núcleos con los que puede hacer la reacción y la rapidez (o energía) de los neutrones.
Moderador, barras de control y variador de calor.
Estos son tres componentes muy importantes en el diseño de una planta nuclear.
· Las colisiones entre los neutrones y el núcleo del moderador causan que los neutrones disminuyan la rapidez para que puedan reaccionar.
· Las barras de control son barras removibles que absorben neutrones. Se pueden introducir y sacar de la reacción en cadena para controlarla.
· El variador de calor permite que la reacción nuclear ocurra en un lugar cerrado y aparte del medio ambiente. La reacción aumenta la temperatura y esta energía térmica se transfiere al agua y cuando se vuelve vapor le da vueltas a las turbinas.
Entre mas grande sea el bloque de combustible hay una mayor probabilidad de que un neutrón cause una reacción y que gracias a esta empiece una reacción en cadena. Además hay energías de neutrones en particular que hacen mas probable fisión nuclear. Generalmente los neutrones creados por el proceso de fisión se les debe disminuir la rapidez para poder volver a reaccionar.
También La probabilidad de que un neutrón cause una reacción de fisión depende de el numero de núcleos con los que puede hacer la reacción y la rapidez (o energía) de los neutrones.
Moderador, barras de control y variador de calor.
Estos son tres componentes muy importantes en el diseño de una planta nuclear.
· Las colisiones entre los neutrones y el núcleo del moderador causan que los neutrones disminuyan la rapidez para que puedan reaccionar.
· Las barras de control son barras removibles que absorben neutrones. Se pueden introducir y sacar de la reacción en cadena para controlarla.
· El variador de calor permite que la reacción nuclear ocurra en un lugar cerrado y aparte del medio ambiente. La reacción aumenta la temperatura y esta energía térmica se transfiere al agua y cuando se vuelve vapor le da vueltas a las turbinas.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS.
Ventajas:
· La densidad de energía es muy alta por lo que con una pequeña masa de Uranio se crea mucha energía.
· Las reservas de uranio son muy grandes en comparación al petróleo.
Desventajas:
· El proceso produce residuos radioactivos.
· El riesgo es alto. Si algo malo ocurre puede tener consecuencias nefastas.
· No es renovable (pero al usarse en pequeñas cantidades podrá durar mucho tiempo).
Enriquecimiento y reprocesamiento
El uranio normal no tiene mas de 1% de uranio-235. El enriquecimiento es el proceso para aumentar este porcentaje para que la fisión nuclear sea mas probable.
Además del uranio-235 el plutonio-239 también es capaz de mantener una reacción de fisión. El nucleído es formado como sub producto de un reactor nuclear, el uranio-238 puede capturar neutrones en movimiento y formar uranio-239. Esto experimenta la descomposición beta a neptunio-239 y al experimentar la descomposición beta nuevamente se vuelve plutonio-239.
El reprocesamiento involucra tratar los desechos del combustible usado de los reactores nucleares para recuperar uranio y plutonio.
Salud, seguridad y riesgo:
Algunos de los problemas asociados con el uso de estaciones de energía nuclear para generar energía eléctrica son:
· Si se remueven todas las barras de control, la reacción aumentara su producción rápidamente. Una fisión nuclear descontrolada causaría una explosión y derretimiento térmico de la base. Al explotar se causarían un gran numero de bajas por lo que se argumenta que no vale la pena el riesgo. También las plantas nucleares pueden ser el punto de mira de ataques terroristas.
· La reacción produce desechos nucleares radioactivos. Parte de esta es muy peligrosa y se demora miles de años en descomponerse, la solución es enterrarla en áreas geológicamente seguras.
· El uranio se obtiene de la minería, lo cual incluye riesgo, además como el mineral también es radioactivo se necesitan precauciones extra para proteger a los trabajadores en estas minas.
· El transporte del uranio desde las minas hasta la planta y desde los desechos de la planta hasta la planta de reprocesamiento debe llevarse a cabo cuidadosamente y de manera segura.
· Subproductos del uso de plantas nucleares por civiles se pueden usar para producir armas nucleares.
Armas nucleares
Una planta nuclear involucra fisión nuclear controlada mientras que una fisión nuclear descontrolada produce enromes cantidades de energía liberadas en armas nucleares. Las armas nucleares han sido diseñadas con uranio y plutonio como combustible . Algunos problemas que involucran armas nucleares son:
· Problemas de moral asociados con cualquier arma involucrada en guerra. Las armas nucleares tienen una gran capacidad destructiva, desde la segunda guerra mundial han sido utilizadas como amenaza para impedir actos violentos contra países que tienen acceso a estas armas.
· Las inimaginables consecuencias de una guerra nuclear a forzado a que muchos países acepten tratados de no proliferación , los cuales limitan tecnología de energía nuclear a pocos países.
· Un subproducto de el uso pacifico de uranio para la producción de energía es el uranio-239. El cual puede ser usado para la producción de armas nucleares.
ESTAS ARMAS HAN LLEGADO A NIVELES ESTRATOSFÉRICOS DESDE 1945. AQUÍ SE PUEDE VER UNA COMPARACIÓN DE BOMBAS NUCLEARES MÁS ACTUALES CON LA LANZADA EN HIROSHIMA Y NAGASAKI.
Ventajas:
· La densidad de energía es muy alta por lo que con una pequeña masa de Uranio se crea mucha energía.
· Las reservas de uranio son muy grandes en comparación al petróleo.
Desventajas:
· El proceso produce residuos radioactivos.
· El riesgo es alto. Si algo malo ocurre puede tener consecuencias nefastas.
· No es renovable (pero al usarse en pequeñas cantidades podrá durar mucho tiempo).
Enriquecimiento y reprocesamiento
El uranio normal no tiene mas de 1% de uranio-235. El enriquecimiento es el proceso para aumentar este porcentaje para que la fisión nuclear sea mas probable.
Además del uranio-235 el plutonio-239 también es capaz de mantener una reacción de fisión. El nucleído es formado como sub producto de un reactor nuclear, el uranio-238 puede capturar neutrones en movimiento y formar uranio-239. Esto experimenta la descomposición beta a neptunio-239 y al experimentar la descomposición beta nuevamente se vuelve plutonio-239.
El reprocesamiento involucra tratar los desechos del combustible usado de los reactores nucleares para recuperar uranio y plutonio.
Salud, seguridad y riesgo:
Algunos de los problemas asociados con el uso de estaciones de energía nuclear para generar energía eléctrica son:
· Si se remueven todas las barras de control, la reacción aumentara su producción rápidamente. Una fisión nuclear descontrolada causaría una explosión y derretimiento térmico de la base. Al explotar se causarían un gran numero de bajas por lo que se argumenta que no vale la pena el riesgo. También las plantas nucleares pueden ser el punto de mira de ataques terroristas.
· La reacción produce desechos nucleares radioactivos. Parte de esta es muy peligrosa y se demora miles de años en descomponerse, la solución es enterrarla en áreas geológicamente seguras.
· El uranio se obtiene de la minería, lo cual incluye riesgo, además como el mineral también es radioactivo se necesitan precauciones extra para proteger a los trabajadores en estas minas.
· El transporte del uranio desde las minas hasta la planta y desde los desechos de la planta hasta la planta de reprocesamiento debe llevarse a cabo cuidadosamente y de manera segura.
· Subproductos del uso de plantas nucleares por civiles se pueden usar para producir armas nucleares.
Armas nucleares
Una planta nuclear involucra fisión nuclear controlada mientras que una fisión nuclear descontrolada produce enromes cantidades de energía liberadas en armas nucleares. Las armas nucleares han sido diseñadas con uranio y plutonio como combustible . Algunos problemas que involucran armas nucleares son:
· Problemas de moral asociados con cualquier arma involucrada en guerra. Las armas nucleares tienen una gran capacidad destructiva, desde la segunda guerra mundial han sido utilizadas como amenaza para impedir actos violentos contra países que tienen acceso a estas armas.
· Las inimaginables consecuencias de una guerra nuclear a forzado a que muchos países acepten tratados de no proliferación , los cuales limitan tecnología de energía nuclear a pocos países.
· Un subproducto de el uso pacifico de uranio para la producción de energía es el uranio-239. El cual puede ser usado para la producción de armas nucleares.
ESTAS ARMAS HAN LLEGADO A NIVELES ESTRATOSFÉRICOS DESDE 1945. AQUÍ SE PUEDE VER UNA COMPARACIÓN DE BOMBAS NUCLEARES MÁS ACTUALES CON LA LANZADA EN HIROSHIMA Y NAGASAKI.
Reactores de fusión
Los reactores de fusión ofrecen el potencial teórico de significante generación de energía sin muchos problemas asociados con los reactores nucleares de fisión.
El combustible usado, hidrogeno, el cual es abundante y la reacción (si se pudiera sostener) no produciría desechos reactivos.
La reacción es la misma que se lleva a cabo en el sol y requiere crear temperaturas lo suficientemente altas como para ionizar hidrogeno atómico a un estado de plasma (el cuarto estado de la materia).
Ahora el principal desafío en el diseño están asociados con mantener el plasma en la temperatura adecuada y densidad para que la fusión se lleve a cabo.
Los reactores de fusión ofrecen el potencial teórico de significante generación de energía sin muchos problemas asociados con los reactores nucleares de fisión.
El combustible usado, hidrogeno, el cual es abundante y la reacción (si se pudiera sostener) no produciría desechos reactivos.
La reacción es la misma que se lleva a cabo en el sol y requiere crear temperaturas lo suficientemente altas como para ionizar hidrogeno atómico a un estado de plasma (el cuarto estado de la materia).
Ahora el principal desafío en el diseño están asociados con mantener el plasma en la temperatura adecuada y densidad para que la fusión se lleve a cabo.
energía solar
Transformación de energía
Hay dos maneras de aprovechar la energía radiada que llega a la tierra desde el sol:
Una célula fotovoltaica convierte una porción de la energía irradiada por el sol directamente en voltaje. Usa una pieza de semiconductor para cumplir esta función. Desafortunadamente una célula solar común produce un voltaje muy pequeño y no puede proveer mucha corriente. Son usados con aparatos electrónicos que no requieren mucha energía. Usarlos en serie puede generar altos voltajes y si se usan en paralelo una mayor corriente. (Cambia la energía solar a energía eléctrica, por lo tanto es una gran energía renovable).
Aquí podemos observar como funciona
Hay dos maneras de aprovechar la energía radiada que llega a la tierra desde el sol:
Una célula fotovoltaica convierte una porción de la energía irradiada por el sol directamente en voltaje. Usa una pieza de semiconductor para cumplir esta función. Desafortunadamente una célula solar común produce un voltaje muy pequeño y no puede proveer mucha corriente. Son usados con aparatos electrónicos que no requieren mucha energía. Usarlos en serie puede generar altos voltajes y si se usan en paralelo una mayor corriente. (Cambia la energía solar a energía eléctrica, por lo tanto es una gran energía renovable).
Aquí podemos observar como funciona
Un panel solar el cual es diseñado para capturar toda la energía térmica posible. El agua caliente que este produce puede ser usada domésticamente y así ahorrar el uso de energía eléctrica. (Cambia la energía solar a energía térmica en el agua)
Constante solar
La cantidad de energía que llega del sol es medida con la constante solar. Esta es definida como la cantidad de energía solar que cae por segundo en un área de 1 m2 sobre la atmosfera de la tierra, la cual esta en angulo recto de los rayos del sol. Su valor promedio es de 1400 Wm-2.
Esto no es lo mismo que la energía que llega en 1 m2 de la superficie de la tierra. Ya que la absorción en la atmosfera hace que menos de la mitad de la energía llegue a la superficie. La cantidad que llegue depende en gran parte de las condiciones climáticas.
La cantidad de energía que llega del sol es medida con la constante solar. Esta es definida como la cantidad de energía solar que cae por segundo en un área de 1 m2 sobre la atmosfera de la tierra, la cual esta en angulo recto de los rayos del sol. Su valor promedio es de 1400 Wm-2.
Esto no es lo mismo que la energía que llega en 1 m2 de la superficie de la tierra. Ya que la absorción en la atmosfera hace que menos de la mitad de la energía llegue a la superficie. La cantidad que llegue depende en gran parte de las condiciones climáticas.
Diferentes partes de la superficie de la tierra (regiones y latitudes), recibirán diferentes cantidades de radiación solar. La cantidad recibida también varia con las estaciones del año ya que hay diferentes posiciones en de la Tierra.
Ventajas:
· Muy “limpia” producción de energía, no hay subproductos dañinos.
· Fuente de energía renovable.
· Fuente de energía es gratis.
Desventajas:
· Solo se puede utilizar durante el día.
· No es muy fiable ya que puede haber un día nublado.
· Baja densidad de energía ya que se necesitaría una área extensa para una significante cantidad de energía.
· Muy “limpia” producción de energía, no hay subproductos dañinos.
· Fuente de energía renovable.
· Fuente de energía es gratis.
Desventajas:
· Solo se puede utilizar durante el día.
· No es muy fiable ya que puede haber un día nublado.
· Baja densidad de energía ya que se necesitaría una área extensa para una significante cantidad de energía.
Radiación solar
Ley inversa del cuadrado
Mientras la distancia de una fuente de luz y el observador aumenta, la energía recibida por el observador va a disminuir mientras la energía se reparta en una área mas extensa. Al doblar la distancia la energía recibida disminuirá un cuarto del valor inicial.
Mientras la distancia de una fuente de luz y el observador aumenta, la energía recibida por el observador va a disminuir mientras la energía se reparta en una área mas extensa. Al doblar la distancia la energía recibida disminuirá un cuarto del valor inicial.
El área de la superficie de una esfera con radio r se calcula con la siguiente fómula:
A=4*pi*r^2
Si la fuente irradia una energía total P en todas las direcciones, entonces la energía recibida por unidad de área (intensidad) a una distancia r alejada de la fuente es:
I=P/4*n°pi*r^2
Por un área o recibidor determinados, la intensidad de la radiación recibida es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde el punto de la fuente hasta el recibidor. Esto se conoce como la ley inversa del cuadrado.
Albedo
Parte de la radiación recibida por el planeta es reflejada directamente devuelta al espacio. La fracción que es reflejada de vuelta se llama albedo, α.
El albedo de la tierra varía diariamente y depende de las estaciones del año y la latitud. Los océanos tienen un valor bajo (absorbe) mientras que la nieve uno alto (reflexión casi máxima). La media de albedo global es de 0.3 (30%) en la tierra.
Energía de las olas
La energía de las olas no es lo mismo que la energía de la marea, el objetivo es usar energía cinética de las olas para generar energía eléctrica. Una técnica exitosa es la columna de agua oscilando pero hay una variedad de técnicas siendo desarrolladas como:
· Pelarmis, es un objeto flotante con forma de serpiente. Cuando las olas se mueven a través del mar, diferentes partes del pelamis suben y bajan, mientras las diferentes secciones se mueven, este movimiento genera energía eléctrica.
· El movimiento vertical de la boya por las olas que pasan, puede ser usado para crear energía eléctrica.
· Las olas se pueden usar para rotar turbinas.
La columna de agua oscilante es un dispositivo construido en tierra. Las olas fuerzan el aire hacia dentro y hacaia fuera de la turbina que genera energía eléctrica. El diseño de las turbinas permite que se genere energía eléctrica sin importar la dirección del aire.
A=4*pi*r^2
Si la fuente irradia una energía total P en todas las direcciones, entonces la energía recibida por unidad de área (intensidad) a una distancia r alejada de la fuente es:
I=P/4*n°pi*r^2
Por un área o recibidor determinados, la intensidad de la radiación recibida es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde el punto de la fuente hasta el recibidor. Esto se conoce como la ley inversa del cuadrado.
Albedo
Parte de la radiación recibida por el planeta es reflejada directamente devuelta al espacio. La fracción que es reflejada de vuelta se llama albedo, α.
El albedo de la tierra varía diariamente y depende de las estaciones del año y la latitud. Los océanos tienen un valor bajo (absorbe) mientras que la nieve uno alto (reflexión casi máxima). La media de albedo global es de 0.3 (30%) en la tierra.
Energía de las olas
La energía de las olas no es lo mismo que la energía de la marea, el objetivo es usar energía cinética de las olas para generar energía eléctrica. Una técnica exitosa es la columna de agua oscilando pero hay una variedad de técnicas siendo desarrolladas como:
· Pelarmis, es un objeto flotante con forma de serpiente. Cuando las olas se mueven a través del mar, diferentes partes del pelamis suben y bajan, mientras las diferentes secciones se mueven, este movimiento genera energía eléctrica.
· El movimiento vertical de la boya por las olas que pasan, puede ser usado para crear energía eléctrica.
· Las olas se pueden usar para rotar turbinas.
La columna de agua oscilante es un dispositivo construido en tierra. Las olas fuerzan el aire hacia dentro y hacaia fuera de la turbina que genera energía eléctrica. El diseño de las turbinas permite que se genere energía eléctrica sin importar la dirección del aire.
Matemáticas
Para hacer cálculos se hace como si las olas fueran cuadradas para así simplificar las matemáticas.
También es necesario mencionar que si la parte de la ola por encima del nivel del mar se mueve hacia abajo (Perdiendo PE gravitacional), el mas seria plano.
Si A es la amplitud, la rapidez v, y la longitud de la ola λ, la densidad del agua p y la longitud del frente de ola L, entonces:
A * λ/2 * L= El volumen de la ola por encima del nivel del mar.
A * λ/2 * L * p= La masa del agua de la ola por encima del nivel del mar.
A ( λ/2 )L * p * g * A =m*g*h=Perdida de PE de el agua por encima del nivel del mar.
f= v/λ que es igual al número de olas que pasan por un punto en una unidad de tiempo.
A^2( λ/2 )*L*p*g*x*( v/λ ) , es la perdida de PE por unidad de tiempo.
(0.5) A^2*L*p*g*v , es la máxima energía disponible.
(0.5) A^2*p*g*v , es la máxima energía disponible por unidad de longitud.
Para hacer cálculos se hace como si las olas fueran cuadradas para así simplificar las matemáticas.
También es necesario mencionar que si la parte de la ola por encima del nivel del mar se mueve hacia abajo (Perdiendo PE gravitacional), el mas seria plano.
Si A es la amplitud, la rapidez v, y la longitud de la ola λ, la densidad del agua p y la longitud del frente de ola L, entonces:
A * λ/2 * L= El volumen de la ola por encima del nivel del mar.
A * λ/2 * L * p= La masa del agua de la ola por encima del nivel del mar.
A ( λ/2 )L * p * g * A =m*g*h=Perdida de PE de el agua por encima del nivel del mar.
f= v/λ que es igual al número de olas que pasan por un punto en una unidad de tiempo.
A^2( λ/2 )*L*p*g*x*( v/λ ) , es la perdida de PE por unidad de tiempo.
(0.5) A^2*L*p*g*v , es la máxima energía disponible.
(0.5) A^2*p*g*v , es la máxima energía disponible por unidad de longitud.
energía hidroeléctrica
Transformación de la energía:
Las plantas hidroeléctricas aprovechan la energía potencial del agua en una colina, convirtiendo esta en energía cinética del agua que a su vez se transforma en energía cinética en la turbina.
El agua gana esta energía potencial mediante diferentes formas:
La primera es la lluvia proveniente del ciclo del agua que puede ser guardada en estanques a extremas alturas.
Las plantas mareomotriz atrapan agua cuando la marea esta alta y la liberan cuando esta baja, por lo que la energía proviene de la fuerza gravitacional entre tierra y luna.
Se puede bombear el agua desde un estanque inicial hasta uno a mayor altura, esto en si no crea energía pero es una forma para tener energía disponible si es necesario.
Ventajas y desventajas de la energía hidroeléctrica:+
Ventajas:
Su producción es limpia, sin químicos tóxicos o subproductos dañinos.
Es renovable.
La fuente de la energía es gratis.
Desventajas:
Solo se puede implementar en áreas particulares.
La construcción de presas deja tierra sumergida bajo el agua.
Las plantas hidroeléctricas aprovechan la energía potencial del agua en una colina, convirtiendo esta en energía cinética del agua que a su vez se transforma en energía cinética en la turbina.
El agua gana esta energía potencial mediante diferentes formas:
La primera es la lluvia proveniente del ciclo del agua que puede ser guardada en estanques a extremas alturas.
Las plantas mareomotriz atrapan agua cuando la marea esta alta y la liberan cuando esta baja, por lo que la energía proviene de la fuerza gravitacional entre tierra y luna.
Se puede bombear el agua desde un estanque inicial hasta uno a mayor altura, esto en si no crea energía pero es una forma para tener energía disponible si es necesario.
Ventajas y desventajas de la energía hidroeléctrica:+
Ventajas:
Su producción es limpia, sin químicos tóxicos o subproductos dañinos.
Es renovable.
La fuente de la energía es gratis.
Desventajas:
Solo se puede implementar en áreas particulares.
La construcción de presas deja tierra sumergida bajo el agua.
energía eólica
Transformación de la energía
El viento del planeta contiene una gran cantidad de energía cinética. Esta energía tiene como origen el sol ya que el calienta diferentemente a cada sección del planeta, esto se traduce a diferentes temperaturas del aire y estos a su vez traduce a diferentes presiones. El aire caliente sube y el frío baja, creando de tal forma los vientos.
Matemáticas.
El área barrida por la turbina es dada por es A=π*r^2
En un segundo el volumen de aire que pasa por la turbina es v*A
La energía cinética "m" se puede encontrar por segundo.
1/2*m*v^2
=1/2(v*A*p)*v^2
Energía disponible =1/2*A*p*V^3
Sin embargo en la práctica este valor no se logra ya que una turbina no puede ser 100% eficiente. Sin embargo la formula establece que si la velocidad del viento se dobla la energía aumentaría teóricamente 8 veces.
En esta imagen podemos observar las transformaciones de energías en los procesos de creación de energía eléctrica.
El viento del planeta contiene una gran cantidad de energía cinética. Esta energía tiene como origen el sol ya que el calienta diferentemente a cada sección del planeta, esto se traduce a diferentes temperaturas del aire y estos a su vez traduce a diferentes presiones. El aire caliente sube y el frío baja, creando de tal forma los vientos.
Matemáticas.
El área barrida por la turbina es dada por es A=π*r^2
En un segundo el volumen de aire que pasa por la turbina es v*A
La energía cinética "m" se puede encontrar por segundo.
1/2*m*v^2
=1/2(v*A*p)*v^2
Energía disponible =1/2*A*p*V^3
Sin embargo en la práctica este valor no se logra ya que una turbina no puede ser 100% eficiente. Sin embargo la formula establece que si la velocidad del viento se dobla la energía aumentaría teóricamente 8 veces.
En esta imagen podemos observar las transformaciones de energías en los procesos de creación de energía eléctrica.