Energías Renovables Resumen.docx

Energías renovables La Energía es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo. Principio de la conservación de la energía La energía no se crea ni se destruye solo se transforma. Energias no renovables Son aquellas cuya materia prima nos proporciona la naturaleza, pero cuyas reservas son limitadas y un consumo excesivo puede llegar a agotarlas. Características: • • •

Generan emisiones y residuos que degradan el medioambiente. Son limitadas. Provocan dependencia exterior encontrándose exclusivamente en determinadas zonas del planeta.

Clasificación:  

Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) La energía nuclear (fisión y fusión nuclear)

La electricidad Es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Conceptos a saber: •

Carga eléctrica: se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión. La carga se origina en el átomo que está compuesto de partículas subatómicas cargadas como el electrón y el protón. La cantidad de carga se representa por el símbolo Q y se expresa en culombs.

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Corriente eléctrica: Movimiento de cargas eléctricas. Según el SI, la intensidad de una corriente eléctrica se mide en A.El proceso por el cual la corriente eléctrica circula por un material se llama conducción eléctrica.

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Campo eléctrico: Fue introducido por Michael Faraday. se crea por un cuerpo cargado en el espacio que lo rodea, y produce una fuerza que ejerce sobre otras cargas ubicadas en el campo. Un campo eléctrico varía en el espacio, y su intensidad en cualquier punto se define como la fuerza (por unidad de carga) que percibiría una carga si estuviera ubicada en ese punto.

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Potencial eléctrico: Capacidad que tiene un campo eléctrico de realizar trabajo, Se mide el voltios (V)

Unidades de medida •

Joule (J) En el Sistema Internacional de unidades (SI) la energía se mide en joule (J), nombre otorgado en honor al físico inglés James Prescott Joule.Un joule se define como

la cantidad de trabajo realizado por la fuerza constante de un newton (N) al desplazar un cuerpo de un kilogramo una distancia de un metro, en la misma dirección de la fuerza. •

Caloría (cal) La caloría corresponde a una unidad del Sistema Técnico de Unidades que representa la energía necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius. Esta unidad es utilizada para expresar el aporte energético de los alimentos. Se debe distinguir entre la llamada “caloría chica” (cal) y la “caloría grande” (Cal), ya que esta. Las equivalencias entre caloría y joule es la siguiente:

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Teracaloría (Tcal) Corresponde a la unidad de energía utilizada por la Agencia Internacional de Energía para establecer equivalencias, realizar informes y balances. Esta unidad corresponde a un trillón de calorías

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British Thermal Unit (BTU): Unidad de energía utilizada principalmente en Estados Unidos, que corresponde a la necesaria para elevar en un grado Fahrenheit una libra de agua. Su equivalencia con la caloría y el joule es la siguiente

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El Watt por hora (Wh) Corresponde a la energía necesaria para sustentar o producir cierta potencia por un tiempo determinado. Esta unidad se emplea habitualmente para cuantificar la energía eléctrica. Generalmente se utilizan múltiplos del Wh, los principales son:

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Tonelada equivalente de petróleo (tep) esta unidad es utilizada habitualmente en la producción de energía termoeléctrica y corresponde a la suministrada por una tonelada de petróleo.

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Tonelada equivalente de carbón (tec) Corresponde a la energía que puede suministrar una tonelada de carbón.

Fuentes alternativas de energía Es importante estar seguros que ellas mantendrán y estimularán la economía y que no consumirán más emergía económica de la que retornan. Evaluar relación de emergía neta de las fuentes alternativas de energía ayuda a identificar cuáles podrían ser usadas. EMERGIA La Emergía es una expresión de toda la energía usada en los procesos que generan un producto o servicio en unidades de un tipo particular de energía, La unidad de Emergía es el emjulio (emjoule), que se refiere a la energía útil de un tipo consumida en las transformaciones. ENERGÍA NETA La energía neta es la que queda en un proceso de obtención de energía después de gastar una cierta cantidad de energía en obtener la energía que al final queda útil y a disposición de la sociedad para su consumo. TASA DE RETORNO ENERGÉTICO (TRE) •

<, =1 La energía de la fuente es menor o igual a la energía consumida

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>1 la energía total es mayor que la energía invertida, Queda un saldo neto positivo.

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fuente de energía será tanto mejor cuanto mayor sea su TRE, puesto que eso implica que se obtiene una mayor cantidad de energía neta utilizable por cada unidad de energía invertida en ella. por el contrario, una tasa de retorno inferior a la unidad implica que esa fuente no es rentable en términos energéticos: para su funcionamiento consume más energía de la que produce.

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Energías no tradicionales

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Energía renovable o energía verde

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Fuentes de energía que no implican la quema de combustibles fósiles

Clasificación

Fuentes de energía renovables Energía nuclear IMPORTANCIA DE NUEVAS FUENTES DE ENERGíA El hallazgo de nuevos campos de petróleo o vetas de carbón vegetal, tienen el efecto de disminuir los precios e incrementar la relación de emergía neta de la energía extranjera importada NICOLA TESLA •

Electromagnetismo

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Energía eléctrica (corrienta alterna)

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Sistema polifásico

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Motor de corriente alterna

La luz La luz es una forma de onda electromagnética Onda electromagnética consiste de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, se propagan en el vacío con una velocidad constante c = 300 000 km/s, Para la luz visible la unidad de medida usada es el Angstrom Características de la luz •

Es irradiada a partir de una Fuente luminosa.

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Se desplaza en forma de ondas de forma rectilínea

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está formada por partículas elementales denominadas fotones.

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La longitude de onda le permite ser diferenciada

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Unidad de medida: Angstrom (A)

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Su velocidad de propagació es de 300 000 km/seg.

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Su velocidad de porpgación disminuye en función de la densidad del medio.

Dualidad onda-corpúsculo •

Es un fenómeno cuántico, La luz se comporta a veces se comporta como ondas y a veces como partículas, llamadas fotones. Algunos fenómenos pueden interpretarse en base al modelo ondulatorio de la luz, y en otras situaciones debe enfocarse el problema pensando en la luz como un conjunto de fotones. Una partícula tiene una posición definida en el espacio y tiene masa mientras que una onda se extiende en el espacio caracterizándose por tener una velocidad definida y masa nula.

Radiación electromagnética •

Las cargas eléctricas estacionarias producen campos eléctricos, las cargas eléctricas en movimiento producen campos eléctricos y magnéticos. Los cambios cíclicos en estos campos producen radiación electromagnética, de esta manera la radiación electromagnética consiste en una oscilación perpendicular de un campo eléctrico y magnético. transporta energía de un punto a otro, esta radiación se mueve a la velocidad de la luz (siendo la luz un tipo de radiación electromagnética).

Espectro electromagnético •

es la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas, se extiende desde la radiación de menor longitud de onda (los rayos gamma y los rayos X, pasando por la radiación ultravioleta, la luz visible y la radiación infrarroja), hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda (ondas de radio.)

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La luz blanca es en realidad una mezcla de longitudes de onda. Cuando hacemos que la luz blanca pase a través de un prisma, se descompone en longitudes de onda.

Líneas espectrales Es una línea oscura o brillante en un espectro uniforme y continuo, resultado de un exceso o una carencia de fotones en un estrecho rango de frecuencias.

Línea de emisión: Cuando existe un exceso de fotones Línea de absorción: Cuando existe una carencia de fotones Cuerpo negro Es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él. El sol •

Distancia=150 millones de km

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Edad: 4500 millones de años

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Fuente fundamental de luz y calor.

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El núcleo está formado por 74% hidrógeno, 24% helio, 10% metales pesados

Actualmente el Sol se estudia desde algunos satélites, como el Observatorio Heliosférico y Solar (SOHO)

Energía Solar: ¿cómo funciona el Sol? energía solar se crea en el interior del Sol, la temperatura llega a los 15 millones de grados. Se liberan protones que se funden en grupos de cuatro para formar partículas alfa, se expulsa hacia la superficie del Sol en forma de energía. El Sol también absorbe materia. Es tan grande y tiene tal fueza que a menudo atrae a los asteroides y cometas que pasan cerca Constante solar Para calcular la constante solar basta con dividir el flujo energético que emite el Sol por la relación de áreas entre la superficie del Sol (con rs el radio solar) y la de una esfera de radio (una unidad astronómica) del mismo. Las variaciones de la constante solar depende de la actividad solar asociada al número de manchas presentes en la superficie solar y a cambios en la distancia Tierra-Sol BALANCE ENERGÉTICO DE LA TIERRA equilibrio entre Radiación solar recibida y la Radiación infrarroja emitida •

La atmósfera se encarga de mantener el equilibrio

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La atmosfera devuelve al espacio la misma energía que recibió

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El balance energético permite mantener la temperatura.

Factores que influyen en el balance energÉtico •

Sustancias de efecto invernadero: Pueden absorber radiación infrarroja, EL agua, el dióxido de carbono, el metano y otros gases menores.

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Albedo: Mide la capacidad de reflejar la luz. Está influido por la reflexión de luz, por los mares y también por las nubes.

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Material particulado: Las partículas no absorben la radiación, pero la dispersan, cambiando su dirección. Con ello, el camino que atraviesa la luz se vuelve mucho más tortuoso y, eventualmente, puede ser absorbida mejor.

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Cambios irradiancia del sol