IES Las Lagunas
IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías TECNOLOGÍA – 3º ESO TEMA 5: Energías 1. LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN ......................................................................... 2 1.1. TIPOS DE ENERGÍA ...................................................................................................... 2 1.2. TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA ....................................................................... 3 1.3. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA................................................... 3 1.4. DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA. ............................................................................. 3 1.5. FUENTES DE ENERGÍA. ............................................................................................... 4 ACTIVIDADES ......................................................................................................................... 5 2. APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA: ENERGÍA ELÉCTRICA ................................. 6 2.1. Ventajas y desventajas de la utilización de energía eléctrica. ............................................ 6 2.2. Distribución de la electricidad .......................................................................................... 6 3. CENTRALES ELÉCTRICAS ................................................................................................ 7 3.1. CENTRALES TÉRMICAS .............................................................................................. 7 3.2. CENTRALES NUCLEARES ........................................................................................... 8 3.3. CENTRALES HIDROELÉCTRICAS ............................................................................ 10 3.3.1. Tipos de centrales hidroeléctricas ............................................................................. 10 3.3.2. Partes de una central hidroeléctrica ........................................................................... 11 3.4. CENTRALES EÓLICAS ............................................................................................... 12 3.5. CENTRALES SOLARES .............................................................................................. 12 3.5.1. Centrales termosolares ............................................................................................. 12 3. 5.2. Centrales solares fotovoltaicas ................................................................................. 14 3.6. CENTRALES BIOMASA .............................................................................................. 15 3.7. CENTRALES GEOTÉRMICAS .................................................................................... 15 3.8. ENERGÍA MAREOMOTRIZ ..................................................................................... 16 4. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS DISTINTAS CENTRALES ....................... 17 5. ACTIVIDADES ................................................................................................................... 18 Dpto. Tecnología 1 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 1. LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN La energía se puede entender como la posibilidad que tiene un cuerpo de producir algún cambio, acción o efecto en sí mismo o sobre otro cuerpo. Tales cambios pueden ser movimiento, calentamiento, o alteraciones en el estado de dichos cuerpos. La energía produce dos tipos de acciones o cambios sobre los cuerpos: trabajo y calor. Ejemplo 1: las personas poseen energía (obtenida de los alimentos). Esta energía tiene la posibilidad de producir un cambio en una caja (su movimiento), cuando sea transferida a la caja mediante la aplicación de una fuerza. Ejemplo 2: un bolígrafo situado a una cierta altura posee energía, que se puede liberar dejándolo caer. La energía liberada provoca un efecto en el bolígrafo, que es su cambio de posición debido a su caída. 1.1. TIPOS DE ENERGÍA La energía que posee un cuerpo es única; sin embargo puede manifestarse en la naturaleza de distintas formas. Por ejemplo, la energía que posee una pila no será del mismo tipo que la energía que posee una hoguera. Los diferentes tipos de energía pueden transformarse unos en otros. Tipos de energía: Energía Mecánica: es la que posee los cuerpos debidos a su posición y a su movimiento (un motor, por ejemplo). Existen dos tipos de energía mecánica: la potencial y la cinética. o Energía cinética (Ec): es la energía que posee un cuerpo por el hecho de estar en movimiento. Depende de la masa (m) y la velocidad (v) a la que se desplace el cuerpo. o Energía potencial (Ep): Es la energía de un cuerpo debido a su posición. Sería la energía de un cuerpo debido a la altura h en la que se encuentre: La energía mecánica es la suma de la energía cinética más la energía potencial. Energía térmica o calorífica. Se trata de la energía presente en un cuerpo debido a su temperatura. La energía térmica se debe al movimiento vibratorio de las partículas que forman la materia (a mayor temperatura, las partículas que forman el cuerpo se mueven (o vibran) con mayor velocidad, por lo que tendrán más energía). Energía Química: es la energía que posee un cuerpo debido a sus estructura interna (molecular, atómica o nuclear). Por ejemplo, cuando quemamos carbón extraemos la energía que enlaza unos átomos con otros. La energía química es el tipo de energía que acumulan las pilas. Energía Electromagnética: Es la energía presente en las ondas electromagnéticas y las radiaciones (luz, ondas de radio, rayos-X, microondas, infrarrojos, ultravioleta, etc.). Se puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte material alguno. Un caso particular es la energía luminosa emitida del sol. Energía Sonora: es la que transporta el sonido. Dpto. Tecnología 2 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías Energía Eléctrica: es la que poseen las cargas eléctricas en movimiento. Se trata de la forma de energía más versátil, ya que se puede transformar en otras formas de energía muy fácilmente. Energía Nuclear: es la contenida en los núcleos de los átomos. 1.2. TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA Los cuerpos poseen energía en formas muy diversas. La energía se encuentra en constante transformación. Todas las formas de energía son convertibles, pasando de unas a otras. Ejemplos: - Al arder la madera, la energía química de la misma se transforma en térmica y luminosa. Al girar las aspas de un aerogenerador, la energía mecánica del viento se transforma en energía eléctrica. En una lámpara la energía pasa de eléctrica a luminosa. En un motor de combustión, se pasa transforma la energía química del combustible que se quema a energía mecánica. En los fuegos artificiales, la pólvora contiene energía química que se transforma en cinética, potencial, sonora, luminosa y calorífica, manteniéndose constante la energía total. 1.3.- PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA. La energía fluye entre los cuerpos transformándose de una forma en otra, pero no se agota. La energía total permanece constante; es decir, la energía es la misma antes y después de cada transformación. A esto se le llama principio de conservación de la energía: La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. 1.4.- DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA. La energía se puede transformar de unas formas en otras, sin que se agote, sin embargo, en estas transformaciones la energía se degrada, pierde calidad. - En toda transformación parte de la energía se convierte en calor. - El calor es una forma de energía de menor calidad, menos aprovechable, porque no se puede transformar en otras formas de energía fácilmente. - El calor, que se genera en las transformaciones como un residuo, es una forma degradada de energía. Ejemplos: Parte de la energía eléctrica se pierde en forma de calor, al pasar por una resistencia. La energía mecánica se degrada en forma de calor, por choque o rozamiento. En una locomotora de vapor, del 100% de la energía química presente en el carbón que se quema en la caldera, sólo el 8% se transforma en energía mecánica (movimiento de las ruedas). El resto de energía se pierde en forma de calor, y no se aprovecha. Dpto. Tecnología 3 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 1.5. FUENTES DE ENERGÍA. Las sociedades actuales requieren de grandes cantidades de energía para realizar todas sus actividades cotidianas: transporte, calefacción, obtención de electricidad para iluminación, máquinas, electrodomésticos, etc. Nuestro planeta posee grandes cantidades de energía. La energía está presente en la naturaleza por todas partes. Sin embargo, uno de los problemas más importantes para el ser humano es conocer la forma de aprovechar dicha energía y transformarla en energía útil. Una fuente de energía es todo aquel material o fenómeno de la naturaleza a partir del cual se puede obtener energía útil para ser aprovechada. Las distintas fuentes de energía se agrupan según tres criterios: CRITERIO CLASIFICACIÓN Renovables Atendiendo a su disponibilidad en la naturaleza y su capacidadde regeneración No renovables Convencionales Atendiendo a su uso encada país DESCRIPCIÓN Fuentes de energía abundantes en la naturaleza einagotables. Pueden ser abundantes o no en la naturaleza, pero seagotan al utilizarlas y no se renuevan a corto plazo,dado que necesitan millones de años para volver aformarse. Son las más que se usan en la actualidad. Son las más usadas en los países industrializados, Son las que llevan más tiempo explotándose, las “tradicionales” (carbón, petróleo, gas, energía nuclear y energía hidráulica). No convencionales o alternativas Son las que aún están en estudio y desarrollo, por lo que su capacidad energética aún no es demasiado alta (energía eólica, solar, geotérmica, etc.) Limpias o no contaminantes Son fuentes cuya obtención produce un impactoambiental mínimo; además, no generan subproductostóxicos a contaminantes. Atendiendo a su impacto ambiental Contaminantes Se trata de fuentes que producen efectos negativos en el medio ambiente: - algunas por su forma de obtención (minas, construcciones, talas…); otras en elmomento de su uso (combustible en general); - y algunas producen subproductos altamente contaminantes (residuos nucleares). Las principales fuentes de energía utilizadas actualmente por el ser humano son: - combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural), - combustibles nucleares (uranio, plutonio, etc.), - saltos de agua (cascadas, presas, etc.), - viento, sol, mareas, olas del mar, biomasa, biocombustibles, calor de la corteza terrestre, residuos sólidos urbanos (RSU), etc. Dpto. Tecnología 4 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías ACTIVIDADES 1. Completa la tabla, marca la casilla correcta: Fuente de energía Capacidad de regeneración Renovable No Renovable Importancia actual Convencional No Convencional Impacto ambiental Limpia Contaminante Hidráulica Geotérmica Nuclear Eólica Solar Petróleo y derivados Carbón Gas Natural Biomasa 2. Completa la tabla: APARATO Motor eléctrico ENERGÍA INICIAL ENERGÍA FINAL Eléctrica Mecánica Motor de combustión Estufa eléctrica Cocina de gas Lámpara Altavoz Panel solar Pila Central térmica Comer chocolate Dpto. Tecnología 5 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 2. APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA: ENERGÍA ELÉCTRICA 2.1. Ventajas y desventajas de la utilización de energía eléctrica. Para aprovechar todas esas fuentes de energía presentes en la naturaleza, nuestra sociedad ha desarrollado diferentes lascentrales eléctricas son instalaciones donde setransforman en energía eléctrica. Una vez generada, esta energía de consumo debe ser transportada hasta lospuntos donde se necesite. Ya en ellos, será distribuida: viviendas, alumbrado de lascalles, industrias, etcétera. Ventajas de la utilización de la energía eléctrica: Es muy versátil, puede transformarse fácilmente en gran cantidad de energías: lumínica (bombillas), calorífica (estufas), mecánica (motor eléctrico), etc. Una vez producida, es una energía limpia (no emite residuos al consumirla) y es silenciosa. Está disponible constantemente y es fácil de transportar a largas distancias con bajos costes, de forma rápida y rendimiento relativamente alto (no se pierde excesiva energía). Ha propiciado un gran desarrollo tecnológico y social y ha hecho la vida del hombre más cómoda. Desventajas de la utilización de la energía eléctrica: Su principal desventaja es que no se puede almacenar en grandes cantidades, solo en pequeñas baterías químicas. Por tantonecesita una gran infraestructura para su distribución (redes eléctricas de alta, media y baja tensión). Su producción es contaminante. 2.2. Distribución de la electricidad 1. La central eléctrica produce la electricidad. 2. En la estación eléctrica, los transformadores elevadores, elevan el voltaje de la corriente eléctrica para poder sertransportada con las menores pérdidas posibles. 3. Las líneas de transporte de alto voltaje, transportan la energía a lo largo de cientos de kilómetros. 4. En las subestaciones, los transformadores rebajan el voltaje para poder ser distribuido a las industrias pesadas y a la red de transporte (tren). 5. Las líneas de transporte de medio voltaje. 6. En la subestación, los transformadores bajan el voltaje al nivel utilizado por los consumidores doméstico (red de distribución de bajo voltaje). Dpto. Tecnología 6 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 3. CENTRALES ELÉCTRICAS 3.1. CENTRALES TÉRMICAS Funcionamiento: 1º El combustiblefósil(carbón, petróleo, gas...) es introducido de la manera más conveniente en la caldera donde se quema y produce calor. Este calor sirve para calentar el agua que pasa por el serpentín. 2º A la salida del serpentín (tubo) el agua está en forma de vapor sobrecalentado a alta presión que hace girar la turbina y ésta a su vez el rotor del alternador. 3º El alternador produce una corriente con una tensión no muy alta. Para elevarla la pasamos por un transformador y de éste sale a 400.000 voltios. 5º El vapor que sale de la turbina es recogido y pasado a un condensador que la transforma de vapor a líquida. El condensador tiene un serpentín por la que pasa agua fría. El agua enfría el tubo y éste el vapor de la turbina. El calor es recogido por el agua que al salir caliente tiene que enfriarse en la torre de refrigeración. 6º El agua (ya en forma líquida) de la turbina pasa de nuevo a la caldera para completar el ciclo. (En la imagen falta una bomba que empuja el agua desde el condensador a la caldera). Para disminuir la contaminación, se instalan filtros en la salida de las chimeneas y se recogen y procesan las escorias y cenizas. Dpto. Tecnología 7 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 3.2. CENTRALES NUCLEARES Se trata de centrales térmicas cuya caldera hasido sustituida por un reactor nuclear. 1º El vaporde agua sobrecalentado a presión se produce gracias al calorgenerado en la fisión (rotura) de los núcleosatómicos de elementos radiactivosprincipalmente uranio. La fisión nuclear consiste en la fragmentación de un núcleo "pesado" (con muchos protones y neutrones) en otros dos núcleos de, aproximadamente, la misma masa, al mismo tiempo que se liberan varios neutrones. Los neutrones que se desprenden en la fisión pueden romper otros núcleos y desencadenar nuevas fisiones en las que se liberan otros neutrones que vuelven a repetir el proceso y así sucesivamente, este proceso se llama reacción en cadena. 2º A la salida del reactor, el agua del circuito primario (es radiactiva) cede el calor al generador de vapor. 3º Aquí se genera el vapor sobrecalentado a alta presión del circuito secundario que hace girar la turbina y ésta a su vez el rotor del alternador. 3º El alternador produce una corriente con una tensión no muy alta. Para elevarla la pasamos por un transformador y de éste sale a 400.000 voltios. 5º El vapor que sale de la turbina es recogido y pasado a un condensador (circuito terciario o circuito de refrigeración) que la transforma de vapor a líquida. El condensador tiene un serpentín por la que pasa agua fría. El agua enfría el tubo y éste el vapor de la turbina. El calor es recogido por el agua que al salir caliente tiene que enfriarse en la torre de refrigeración. 6º El agua (ya en forma líquida) de la turbina pasa de nuevo a la caldera para completar el ciclo. En las centrales nucleares, por seguridad y para evitar fugas de radiación, el agua de los tres circuitos no se mezcla entre sí. Dpto. Tecnología 8 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías TRATAMIENTO DE LOS RESIDUOS NUCLEARES En las centrales nucleares se generan residuos radiactivos que deben ser tratados para proteger a los seres vivos y al medioambiente. Los residuos radiactivos se caracterizan por: - - Su gran peligrosidad. Cantidades muy pequeñas pueden originar dosis de radiación peligrosas para la salud humana, ya que la radiactividad puede producir mutaciones, cáncer, malformaciones en futuras generaciones, muerte, etc. Su duración. Algunos de estos isótopos permanecerán emitiendo radiaciones miles y decenas de miles de años. Tipos de residuos radiactivos a) Residuos de alta actividad.- Son los que emiten altas dosis de radiación. Están formados por los restos que quedan de las varillas del uranio que se usa como combustible en las centrales nucleares y por residuos de la fabricación de armas atómicas. Pastillas de uranio b) Residuos de media o baja actividad.- Emiten cantidades pequeñas de radiación. Están formados por herramientas, ropas, piezas de repuesto, lodos, etc. de las centrales nucleares y de hospitales, organismos de investigación, industrias, etc. Gestión de los residuos radiactivos Algunos residuos de baja actividad se eliminan muy diluidos echándolos a la atmósfera o las aguas en concentraciones tan pequeñas que no son dañinas y la ley permite. Los residuos de media o baja actividad (ropa, herramientas, etc.) se introducen en contenedores especiales que se almacenan durante un tiempo en superficie hasta que se llevan a vertederos de seguridad (almacenes nucleares). Hasta el año 1992 algunos países vertían estos barriles al mar, pero ese año se prohibió esta práctica. Los almacenes nuclearesdefinitivos para estos residuos deben estar construidos a gran profundidad, en lugares muy estables geológicamente (depósitos de arcilla, sales o macizos graníticos), sin corrientes de agua subterránea y bien refrigerados porque los isótopos radiactivos emiten calor. Los residuos de alta actividad son los más difíciles de tratar. Los residuos que quedan se suelen vitrificar (fundir junto a una masa vítrea) e introducir en contenedores muy especiales capaces de resistir agentes muy corrosivos, el fuego, terremotos, grandes colisiones, etc. Estos contenedores se almacenarían en almacenes nucleares definitivos. Almacén nuclear Dpto. Tecnología 9 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 3.3. CENTRALES HIDROELÉCTRICAS Una central hidroeléctrica es una instalación que permite aprovechar las masas de agua en movimiento que circulan por los ríos para transformarlas en energía eléctrica, utilizando turbinas acopladas a los alternadores. 3.3.1. Tipos de centrales hidroeléctricas Hay muchos tipos de centrales hidroeléctricas, ya que su diseño depende de las características del terreno y del régimen de lluvias de la zona. Pero podemos clasificarlas en tres tipos principales: 1. Centrales de agua fluyente o de pasada. - No existe embalse. - El terreno no tiene mucho desnivel y es necesario que el caudal del río sea lo suficientemente constante como para asegurar una potencia determinada durante todo el año. - Durante la época seca, la potencia disminuye en función del caudal, llegando a ser casi nulo en algunos ríos en verano. 2. Centrales de reserva - Mediante la construcción de una presa se forman lagos artificiales donde se almacena el agua a mayor nivel que las turbinas. - La sala de turbinas está situada después de la presa. - El embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. - Estas centrales son más caras que las de agua fluyente. - Posteriormente, el agua es devuelta río abajo, mediante un canal de descarga. Dpto. Tecnología 10 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 3. Centrales reversibles. de bombeo o - Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. - Cuando la demanda diaria de energía eléctrica es máxima (horas punta), estas centrales trabajan como una central hidroeléctrica convencional: el agua cae desde el embalse superior haciendo girar las turbinas y después queda almacenada en el embalse inferior. - Durante las horas del día de menor demanda (horas valle), el agua es bombeada al embalse superior para que vuelva a hacer el ciclo productivo. 3.3.2. Partes de una central hidroeléctrica Dpto. Tecnología 11 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 3.4. CENTRALES EÓLICAS Una central eólica o parque eólico es una agrupación de aerogeneradores que transforman la energía del aire (energía del viento o eólica) en energía eléctrica. Los aerogeneradores se instalan en lugares donde la velocidad del viento sea alta, continua y estable (para aprovechar al máximo la energía eólica) como montañas, acantilados,... Para poder regular el funcionamiento de los aerogeneradores, disponen de: - una veleta y - un anemómetro, de forma que continuamente reciben datos sobre la velocidad y dirección del viento. 3.5. CENTRALES SOLARES Las centrales solares son instalaciones destinadas a aprovechar la radiación del Sol para generar energía eléctrica. Existen 2 tipos de instalaciones: 3.5.1. Centrales termosolares Una central termosolar es una instalación que permite el aprovechamiento de la energía del Sol para producir electricidad utilizando un ciclo térmico parecido al de las centrales térmicas convencionales. Los tipos más importantes son: Centrales de torre central. - Disponen de un conjunto de espejos direccionales de grandes dimensiones (heliostatos) que concentran la radiación solar en una caldera situada en una torre de gran altura. - El calor es transferido a un fluido (normalmente agua) que circula por el interior de la caldera y lo transforma en vapor, empezando así un ciclo convencional de agua-vapor (con turbina-alternador-transformador). - El vapor se lleva a un condensador donde vuelve a su estado líquido para poder repetir un nuevo ciclo de producción de vapor. Dpto. Tecnología 12 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías Centrales de colectores distribuidos. Utilizan los colectores de concentración, que concentran la radiación solar que reciben en la superficie, lo cual permite obtener, con buenos rendimientos, temperaturas de hasta 300ºC, suficientes para producir vapor a alta temperatura, que se usa para generar electricidad. La producción en una central solar depende de las horas de insolación. Por eso, para aumentar su producción se acostumbra a disponer de sistemas de aislamiento térmico intercalados en el circuito de calentamiento. Dpto. Tecnología 13 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 3. 5.2. Centrales solares fotovoltaicas Transformas la energía luminosa del sol en energía eléctrica. La energía de radiación (fotones) que incide sobre una célula fotovoltaicade material semiconductor (silicio), es absorbida por electrones de las capas más externas de los átomos que forman este material y eso crea una corriente eléctrica continua. Las células se conectan en serie para formar placas fotovoltaicas. La corriente continua generada se transforma con la ayuda de un inversor de corriente en corriente alterna (como la que llega a nuestras casa) y, finalmente un transformador eleva el voltaje para incorporarse a las líneas de transporte de la red eléctrica. Dpto. Tecnología 14 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 3.6. CENTRALES BIOMASA La biomasa es una de las fuentes de energía más primitivas. Actualmente puede considerarse un combustible alternativo al carbón, petróleo o gas, debido a su bajo impacto ambiental (solo desprende en su combustión el gas CO2) y a su renovación a corto plazo. Podemos usar como biomasa: Residuos forestales o agrícolas. Por ejemplo, ramas procedentes de la poda de árboles o de restos de bosques quemados o talados. Cultivos energéticos. Plantaciones de cultivos de crecimiento rápido y destinadas entre otros usos a la producción de energía. Por ejemplo, la soja. Residuos sólidos urbanos (RSU). Las basuras que generamos pueden usarse para producir biogás y, a partir de él, energía. La central de biomasa funciona igual que una central térmica, pero se quema biomasa en vez de quemar carbón, gas o derivados del petróleo. turbinagenerador 3.7. CENTRALES GEOTÉRMICAS El interior de la Tierra es una fuente continua de calor. En algunas zonas, este calor aflora a la superficie y puede ser aprovechado para calentar agua, producir energía eléctrica, etc. La energía del interior terrestre se llama energía geotérmica. Esta fuente de energía es aprovechable sobre todo en zonas volcánicas, donde la diferencia de temperatura del interior terrestre y de la superficie es mayor. El funcionamiento de este tipo de centrales es igual que el que hemos visto, pero para calentar el vapor de agua que mueve la turbina, se utiliza el calor del interior de la tierra, en vez de quemar un combustible. En Lanzarote usan el calor procedente de una grieta volcánica (donde se alcanzan 400ºC a pocos centímetros del suelo) para cocinar. Dpto. Tecnología 15 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías En Islandia, la calefacción de muchas casas aprovecha la energía geotérmica. Desgraciadamente, la energía geotérmica solo se puede aprovechar de manera rentable en algunas regiones. 3.8. ENERGÍA MAREOMOTRIZ La marea es el fenómeno por el cual las masas de agua de los mares ascienden y descienden, debido a la fuerza de atracción gravitatoria que genera la Luna sobre ellas. En algunas zonas del mundo (muy pocas), la diferencia entre la marea alta y la marea baja puede ser importante, por lo que esta diferencia de alturas es aprovechada en una central mareomotriz de forma similar a como se aprovecha en las centrales hidroeléctricas, a través de una turbina-alternador, para generar energía eléctrica. Por el día y durante la marea alta, el agua se acumula en algún tipo de embalse. Por la noche la altura del mar baja y se puede aprovechar la salida del agua embalsada para mover una turbina. Dpto. Tecnología 16 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 4. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS DISTINTAS CENTRALES Todas las centrales de producción de energía eléctrica conllevan ciertos inconvenientes porque afectan al medioambiente, consumen recursos no renovables o emiten residuos, pero hay unas más contaminantes que otras. Pero sería casi imposible imaginar nuestra vida sin poder utilizar la energía eléctrica y además a medida que mejora la tecnología van disminuyendo los problemas de contaminación. En el siguiente cuadro puedes comparar las ventajas e inconvenientes de cada método de producción de energía eléctrica. CENTRAL ELÉCTRICA VENTAJAS INCONVENIENTES TÉRMICA - Producen energía de forma regular, sencilla y cómoda. - Se pueden instalar en cualquier lugar. - El coste de construcción es bajo. - Las reservas se están agotando. - Contaminación atmosférica: producen CO2 (gases de efecto invernadero) y gases causantes de lluvia ácida. NUCLEAR - Producen mucha energía. - No emiten CO2 ni otros gases contaminantes. - Riesgo de accidente nuclear. - Problemas de almacenamiento de los residuos radiactivos. - Coste elevado de las instalaciones (construcción, seguridad,etc.) - Fuente de energía gratuita e inagotable (agua). - Fácil almacenamiento. - Limpia: no emite gases ni residuos. - Regulan el acceso al agua: regadío, evitan inundaciones… - Coste elevado de las instalaciones. - Los embalses pueden producir alteraciones medioambientales. - La producción puede ser irregular (depende del régimen de lluvias). - Fuente de energía gratuita e inagotable (viento). - Limpia: no emite gases ni contaminantes. - Instalaciones baratas. - Producen poca energía (unos 80 MW mientras que una nuclear produce 1000 MW). - Su producción es discontinua y aleatoria. - Solo pueden instalarse en algunas zonas geográficas. - Impacto visual y posible alteración del vuelo de aves. HIDROELÉCTRICA EÓLICA TERMOSOLAR FOTOVOLTAICA BIOMASA GEOTÉRMICA MAREOMOTRIZ Dpto. Tecnología - Fuente de energía gratuita e inagotable (sol). - Limpia: no emite gases ni contaminantes. - Fuente de energía gratuita e inagotable (sol). - Limpia: no emite gases ni contaminantes. Elimina residuos que de desaprovecharían. - El coste de construcción es bajo. otro modo se - Coste elevado de las instalaciones. - Su producción es discontinua y aleatoria. - Solo pueden instalarse en algunas zonas. - Ocupan gran superficie de terreno. - Coste elevado de las instalaciones. - Su producción es discontinua y aleatoria. - Solo pueden instalarse en algunas zonas (soleadas pero no calurosas). - Ocupan gran superficie de terreno. - El rendimiento de los paneles solares es menor del 25%. - La fabricación de los paneles es contaminante. - Contaminación atmosférica: producen CO2 (gases de efecto invernadero) y gases causantes de lluvia ácida. - Es escasa, solo puede utilizarse como central de apoyo para la producción de energía. - Riesgo de talas incontroladas o de destinar suelo agrícola para la producción de biocultivos. - Fuente de energía gratuita e inagotable (calor terrestre). - Limpia: no emite gases ni contaminantes. - Producción regular. -La instalación es muy costosa. - Deteriora el ecosistema de la zona (el vapor de agua contiene contaminantes que se depositan en el suelo cercano). - Solo pueden instalarse en algunas zonas. - Fuente de energía gratuita e inagotable (mareas). - Limpia: no emite gases ni contaminantes. - Producción regular. -La instalación es muy costosa. - Deteriora el ecosistema de la zona (los seres vivos que se mueven con la marea tienen cortado el paso). - Solo pueden instalarse en algunas zonas. 17 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 5. ACTIVIDADES 1. Del siguiente listado, señala si son renovables o no renovables, limpias o contaminantes, y si son convencionales o alternativas. Fuente de energía Renovable / No renovable Limpia / Contaminante Convencional / Alternativa Petróleo Saltos de agua Viento Biomasa Sol Calor de la corteza terrestre Carbón Olas del mar Uranio Gas 2. En la siguiente gráfica se observa el origen de la energía consumida en España en el año 2008: a) ¿De qué fuente de energía se obtiene primordialmente la energía en España? b) ¿Qué fuentes de energía son las más empleadas, las renovables o las no renovables? c) ¿Qué porcentaje total suman las energías alternativas en el consumo de energía en España? d) ¿Crees que las energías alternativas están preparadas para sustituir a las energías convencionales para abastecer de energía a España? 3. ¿Qué función tiene un alternador? ¿En qué efecto está basado? 4. ¿Qué función tiene una turbina? ¿Cómo es? Dibújala. 5. ¿Cuáles son los combustibles fósiles? ¿En qué tipo de centrales eléctricas se usan? 6. Centrales térmicas: a) ¿Qué ocurre en la caldera? b) ¿Por qué necesitan agua las centrales térmicas? c) ¿Dónde se transforma la energía térmica del vapor de agua en energía mecánica? d) ¿Cuál es la máquina que transforma la energía mecánica en eléctrica? 7. Entre las desventajas que presentan las centrales térmicas de combustibles fósiles está su contribución al efecto invernadero. Investiga qué es y en qué consiste el efecto invernadero. (10 líneas como máximo). 8. Centrales nucleares: a) Explica cuál es el combustible utilizado por una central nuclear. b) ¿Qué es el reactor nuclear? c) ¿Para qué necesitan agua las centrales nucleares? d) ¿Cuáles son las desventajas de las centrales nucleares? Dpto. Tecnología 18 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías 9. Explica en qué se parecen y en qué se diferencian las centrales térmicas de las centrales nucleares. 10. Completa los siguientes cuadros de transformaciones energéticas que se producen en las siguientes centrales eléctricas: 11. ¿Qué centrales renovables tienen como fuente de energía el Sol? 12. ¿Qué es una central de bombeo? 13. ¿Qué centrales de las estudiadas no emplean vapor de agua? ¿Por qué? 14. ¿Qué son las células fotovoltaicas y para qué sirven? 15. ¿Por qué no necesitan los parques fotovoltaicos ni turbinas, ni generadores, ni calderas? 16. ¿Qué son los helióstatos y para qué sirven? 17. Indica la conversión energética que se realiza en una central solar: 18. a) ¿Utilizan agua las centrales geotérmicas? ¿Para qué? b) Explica brevemente el funcionamiento de una central geotérmica. c) ¿Crees que en tu localidad se podría instalar una central geotérmica? 19. a) ¿Qué es la biomasa? b) ¿De dónde se puede obtener biomasa? c) ¿Cómo funcionan las centrales de biomasa? 20. Explica las conversiones energéticas que se realizan en las centrales de biomasa para producir electricidad: Dpto. Tecnología 19 IES Las Lagunas 3º ESO Tema 5: Energías Las imágenes utilizadas han sido extraídas de las siguientes fuentes: https://www.google.es/search?tbm=isch&tbs=rimg%3ACUnY02QpiwCRIjhH2vsgPAB9nfJt9IDBZSJkrvOZe7CKvzNXFxuKDrvZzqG3Oxpl4Oc y3PlbQRcnhAanrFP2-Xx5IioSCUfayA8AH2dEXzbhcfrJ1IVKhIJ8m30gMFlImQRkp_1uLaBDz2oqEgmu85l7sIq_1MxFp4sCVQ3GcPSoSCVcXG4oOu9nOEYW0VGJVbu88KhIJo bc7GmXg5zIREGpsuEL8E6kqEgncVtBFyeEBhFZFWAC8JyuHyoSCaesU_1b5fHkiEQfBRqDhq9EQ&q=distribucion%20de%20la%20energia%20electrica&ei=PqjIVKWQHoSrU 97_goAJ&ved=0CAkQ9C8wAA#imgdii=_&imgrc=rvOZe7CKvzM5MM%253A%3BkQWxN0rFrJzHaM%3Bhttp%253A%252F%252F4.bp.blog spot.com%252FiVV6eNle2z4%252FUZugltWc8XI%252FAAAAAAAAAEY%252FyfCQ3ZxZWFc%252Fs1600%252Felectr03.jpg%3Bhttp%253A%252F%252 Ffantasticeenergy.blogspot.com%252F2013%252F05%252Fgeneracion-distribucion-y-transporte-de_21.html%3B600%3B223 http://www.tecnologia-informatica.es/temas-tecnologia/la-energia/ https://www.google.es/search?q=energia+nuclear&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=GQfJVPnmOIrzUr2ZhMAC&ved=0CAgQ_AUoAQ &biw =1024&bih=639#tbm=isch&q=central+nuclear+PARTES&imgdii=_&imgrc=x5jZ81bHqNzhcM%253A%3B56yjAp0URqeFM%3Bhttp%253A%252F%252F3.bp.blogspot.com%252F_7cRwcZOnYKk%252FTA4D2x9fMoI%252FAAAAAAAAAA0%252F__i02esHId U%252Fs1600%252FNuclear1.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fadrianporres.blogspot.com%252F2010%252F06%252Fcentralesnucleares.html%3B464%3B500 https://www.google.es/search?q=fision+nuclear+eso&biw=1024&bih=639&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=Dg3JVLTKH4WrUY0g9gJ&ved=0CAYQ_AUoAQ#imgdii=_&imgrc=tkUACyABbuehM%253A%3BAsVSRVelnHWaUM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.monografias.com%252Ftrabajos88%252Fenergia-nuclear-oatomica%252Fimage010.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.monografias.com%252Ftrabajos88%252Fenergia-nuclear-oatomica%252Fenergia-nuclear-o-atomica.shtml%3B520%3B312 https://tecnoblogsanmartin.files.wordpress.com/2012/01/hidroelectrica1.jpg?w=510&h=365 http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/xi.-las-centrales-hidroelectricas http://www.ecovive.com/wp-content/uploads/2010/02/esquema-central-de-pasada.jpg http://www.ecovive.com/wp-content/uploads/2010/02/central-de-reserva-o-embalse.jpg http://bruschenko-t3.blogspot.com.es/2014/05/centrales-eolicas.html https://tecnoblogsanmartin.wordpress.com/category/tecnologia-3%C2%BA-e-s-o/unidad-5-energias-renovables/5-2-energia-eolica/ http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/xii.-las-centrales-solares https://lh5.googleusercontent.com/zsyIxWT-3blhDHiSbKg7km8vKxHP26Lx8YXoww0OaeHpQOgKYfEmn4Obm3Vt4SPtZ3q6eLIBaHZzTGyxZT0qjCRfiRKYXV_tSHyYlEoAV17BOoIzRU http://www.disfrutalogratis.com/termosolar-alta-temperatura.jpg http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/esqcentralsolar1.jpg http://eliseosebastian.com/wp-content/uploads/2012/08/central-fotovoltaica.jpg http://1.bp.blogspot.com/-cU7Ia_8c5o0/VBanL9Ujt2I/AAAAAAAAA9E/FrTFmJY7koc/s1600/central%2Bbiomasa.jpg http://www.comunicacion.amc.edu.mx/comunicacion/noticias/images/cyd-041213-portada-g.jpg http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/13Residu/150ResRadi.htm http://img.irtve.es/v/2606789/ https://lh4.googleusercontent.com/eJdllHUyvWI1b2X8BKpNw4ygQkSz6NQAvzb1Lf9_lkWhut2WSmwdUZToUuyD7MG5o4AEhovwnPoBIef9TnasOLCGHdGTdDErGgjws-fVrjcKUyvGHwqRWjSOA http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/3ESO/agentes_2/img/termica2.jpg http://lacanalahora.files.wordpress.com/2011/03/central-nuclear.jpg http://www.ecologiaverde.com/wp-content/2011/10/Los-residuos-contaminados-de-Fukushima-se-guardaran-durante-treinta-a%C3%B1os.jpg http://www.elnortedecastilla.es/prensa/noticias/200710/02/fotos/017D2VP1_1.jpg http://cdns2.freepik.com/foto-gratis/simbolo-radiactivos_17-316220626.jpg http://www.lavozdepanguipulli.cl/wp-content/uploads/2014/11/central-hidroelectrica.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2c/Fixed_Tilt_Solar_panel_at_Canterbury_Municipal_Building_Canterbury_New_Ha mpshire.jpg/400px-Fixed_Tilt_Solar_panel_at_Canterbury_Municipal_Building_Canterbury_New_Hampshire.jpg http://www.otromundoesposible.net/wp-content/uploads/2010/11/Central-de-biomasa-de-Corduenter.jpg http://informeanual.abengoa.com/export/sites/abengoa_ia/2010/resources/images/actividades/innovacion/01.jpg http://1.bp.blogspot.com/-3VMeeoygAfk/UTr2_KLni6I/AAAAAAAAIj0/jVYhlZvbS8s/s1600/Tidal+energy.png http://1.bp.blogspot.com/_Jy2pRX33rng/S82ez9vOStI/AAAAAAAAAAs/MenhrZBNRYQ/s1600/MAREOMOTRIZ.png http://mysave.in/v1/images/70488560250711488815.jpg Dpto. 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