Actividad en clase – Energía.

1.       ¿Por qué la energía eléctrica es el tipo de energía más utilizada?

Rta: En la actualidad la energía eléctrica es la más utilizada por diferentes razones, podemos mencionar: Es la más fácil de producir. Es la energía más fácil de transportar. Es la más fácil de transformar, es decir, la energía eléctrica se pudiera transformar en potencial, cinética, térmica y otras. La razón por la cual la energía eléctrica es la mas utilizada en el día de hoy es debido a que éste tipo de energía es la que tienen mayor rendimiento y menor costo para su transformación, ademas que es aprovechable en casi todos los sistemas electrónicos y electromotrices que utilizamos diariamente, es capaz de adaptarse a diversos requerimientos en potencia, Intensidad de Corriente y Voltaje.

2.       De las siguientes fuentes de energía, señala si son renovables o no, y convencionales o alternativas:

Fuente de energía	Renovable / No renovable	Convencional / Alternativa
Petróleo	No renovable	Convencional
Saltos de agua	Renovable	Convencional
Viento	Renovable	Alternativa
Biomasa	Renovable	Alternativa
Sol	Renovable	Alternativa
Calor de la corteza terrestre	Renovable	Alternativa
Carbón	Renovable	Convencional
Olas del mar	Renovable	Alternativa
Uranio	No renovable	Alternativa
Gas	No renovables	Convencional

3.       ¿Qué máquinas son fundamentales para la generación de energía eléctrica? ¿Y para el transporte y distribución de la energía eléctrica?

Rta: En el caso de una planta hidroeléctrica, termoeléctrica o termonuclear, las máquinas fundamentales son la turbina (de vapor en el caso de las termo) y el generador eléctrico que es movido por esta turbina. En el caso de la generación por energía eólica, sería el mecanismo multiplicador y el generador acoplado a este. En el caso de la mecánica automotriz, son fundamentales el motor de combustión interna y su dinamo.

La energía eléctrica no se puede almacenar, por lo que debe existir un equilibrio constante entre la producción y el consumo. El transporte de electricidad se realiza a través de líneas de transporte a tensiones elevadas que, conjuntamente con las subestaciones, forman la red de transporte. La red de distribución está formada por el conjunto de cables subterráneos y los centros de transformación que permiten hacer llegar la energía hasta el cliente final. La red de distribución es la parte del sistema de suministro eléctrico responsable de las compañías distribuidoras de electricidad hasta los consumidores finales.

La red eléctrica:

La red eléctrica une todos los centros generadores de energía eléctrica con los puntos de consumo, de este modo se consigue un equilibrio entre la cantidad de energía consumida y la producida por las centrales eléctricas. La red de transporte de energía eléctrica está formada por los elementos que llevan la electricidad desde los centros de generación hasta puntos cercanos donde se consume. Para poder transportar la electricidad con las menores pérdidas de energía posibles se tiene que elevar su nivel de tensión. Las líneas de transporte o líneas de alta tensión están constituidas por un elemento conductor (cobre o aluminio) y por los elementos de soporte (torres de alta tensión). Estas conducen la corriente eléctrica, una vez reducida su tensión hasta la red de distribución.

4.       Explica la diferencia entre transporte y distribución de la energía eléctrica.

Rta: El transporte de energía eléctrica se realiza entre las grandes centrales de producción de energía hasta las centrales de los centros de consumo. Este transporte se realiza en muy alta tensión.

La distribución de energía se realiza desde las centrales de los centros de consumo hasta los consumidores domiciliarios. 

5.       ¿Qué ocurre en la caldera de una central térmica? ¿Para qué se necesita agua en este tipo de centrales?

Rta: Las centrales térmicas convencionales, también llamadas termoeléctricas convencionales, utilizan combustibles fósiles (gas natural, carbón o fueloil) para generar energía eléctrica mediante un ciclo termodinámico de agua-vapor. El término ‘convencional’ se utiliza para diferenciarlas de otras centrales térmicas, como las de ciclo combinado o las nucleares. En las centrales térmicas convencionales, el combustible se quema en una caldera provocando la energía térmica que se utiliza para calentar agua, que se transforma en vapor a una presión muy elevada. Después, ese vapor hace girar una gran turbina, convirtiendo la energía calorífica en energía mecánica que, posteriormente, se transforma en energía eléctrica en el alternador. La electricidad pasa por un transformador que aumenta su tensión y permite transportarla reduciendo las pérdidas por Efecto Joule. El vapor que sale de la turbina se envía a un condensador para convertirlo en agua y devolverlo a la caldera para empezar un nuevo ciclo de producción de vapor.

6.       Dibuja un diagrama de bloques donde se recojan todas las transformaciones energéticas que tienen lugar en una central térmica, indicando en qué elemento se produce cada una de ellas.

Rta:

 

7.       ¿Cuál es la principal función de una turbina?

Rta: Es una máquina que recoge el vapor de agua y que, gracias a un complejo sistema de presiones y temperaturas, consigue que se mueva el eje que la atraviesa. Esta turbina normalmente tiene varios cuerpos, de alta, media y baja presión, para aprovechar al máximo el vapor de agua.

8.       Cita las semejanzas y diferencias entre una central térmica convencional y una central de ciclo combinado.

Rta: Central térmica convencional usa combustibles fósiles para generar calor no es renovable, la geotérmica usa una fuente de calor del interior de la tierra es renovable

Igualdad: las dos funcionan con fuentes de calor para producir electricidad mediante turbinas.

Te anexo una imagen que te puede servir es una tabla comparativa.

9.       Enumera los tipos de centrales solares y explica las diferencias y similitudes que existen entre ellas.

 Rta: ENERGÍA FOTOVOLTAICA

Este sistema se encarga de convertir la luz del Sol “foto” en energía eléctrica “voltaica”. El nombre se emplea, específicamente, para denominar al sistema que hace esta conversión por medios puramente electrónicos. El componente principal de todos los sistemas de energía fotovoltaica es la célula solar de silicio.

Pero este sistema no es rentable en aplicaciones industriales, ya que los precios de obtención en fábrica son elevados y el rendimiento obtenido de la luz solar no es muy elevado si se le compara con el terreno que ocupa; aproximadamente se produce energía eléctrica por un valor de un 13% de la energía solar recibida.

Ventajas:

En su versión más sencilla, no posee partes móviles o propensas a romperse, haciéndola ideal para los lugares poco accesibles o en los que no existe personal constantemente.

Los sistemas basados en paneles fotovoltaicos pueden crecer de forma modular con modificaciones muy sencillas a la estación existente previamente. De este modo pueden pasar de un solo panel a varios cientos para instalaciones a gran escala.

Inconvenientes:

Aunque el silicio es barato (material utilizado para su construcción), el proceso de creación de las obleas finales es muy complejo y caro.

Por otra parte, el rendimiento obtenido de la luz solar no es muy elevado si se le compara con el terreno que ocupa, aproximadamente un 13% de la energía solar recibida se transforma en solar.

ENERGÍA POR COLECTOR SOLAR PLANO CONVENCIONAL:

Ventajas:

Es útil para calentar el agua de la calefacción y la que se usa dentro de la casa. Su construcción es sencilla y de bajo costo. Además la ausencia de piezas móviles les proporciona una gran durabilidad.

Inconvenientes:

Debido a las pérdidas originadas por convección, la temperatura alcanzada no es demasiado elevada. A 80º el rendimiento del sistema es prácticamente nulo.

Necesidad de acumuladores de calor por medio de agua, similares en concepto a los termos para líquidos.

ENERGÍA POR COLECTOR SOLAR DE VACÍO:

Ventajas:

Se alcanza una mayor temperatura que en el anterior, pudiéndose emplear más eficazmente el vapor obtenido, en calefacción y otros usos en los que las temperaturas alcanzadas por el colector convencional son insuficientes.

Inconvenientes:

Los materiales empleados y la necesidad de una construcción delicada para generar el vacío hacen que suba el costo de fabricación.

Aunque no posee piezas móviles, tiene una mayor fragilidad.

Las temperaturas alcanzadas, aunque elevadas, no son suficientes para generar energía mecánica.

ENERGÍA POR CONCENTRACIÓN LINEAL:

Ventajas:

Las temperaturas que alcanzan permiten el uso del líquido calentado para calefacciones y también para turbinas de pequeño tamaño. Aunque más propenso a fallos que los sistemas totalmente estáticos, no tiene mucha complejidad mecánica y su fiabilidad se puede calificar de alta.

Inconvenientes:

El sistema no es apto para generar grandes fuerzas mecánicas. La larga distancia que tiene que recorrer el líquido calentado hace que su temperatura disminuya algo, por lo que el rendimiento es inferior al máximo posible.

Otro inconveniente es que, al tener que estar perfectamente orientado al Sol, y éste tener un movimiento bastante complejo, es necesario el uso de un sistema de dos ejes en los que controlen constantemente el error Norte-Sur y el Este-Oeste que produce el movimiento del Sol.

La complejidad mecánica añadida al sistema no suele compensar la ganancia de rendimiento, por lo que estos sistemas no se hallan muy extendidos.

ENERGÍA POR HORNOS SOLARES DE TORRE CENTRAL:

Ventajas:

Es el sistema de calentamiento que mayor rendimiento obtiene en la conversión a energía eléctrica.

Al diseñarse a escalas grandes, el elevado coste del sistema de control se reparte entre mayor número de kilovatios obtenidos, proporcionando una mayor rentabilidad.

Inconvenientes:

Menor rendimiento que otros sistemas, por ejemplo el fotovoltaico. La precisión necesaria en la orientación de los helióstatos hace que su construcción y mantenimiento sean delicados, debido a su gran número, haciendo disminuir la fiabilidad del sistema.