CENTRALES TERMICAS DE BIOMASA

DEFINICION Y ADJETIVOS

• Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales.

• La energía de la biomasa es un tipo de energía renovableprocedente del aprovechamiento de la materia orgánica formada en algún proceso biológico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos, o sus restos y residuos. El aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente (por ejemplo, por combustión), o por transformación en otras sustanias que pueden ser aprovechada más tarde como combustibles.^{1respiración celular.}

  Biomasa

  La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua de productos minerales sin valor energético, en materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado.

  Origen de la energía de la biomasa

  Una parte de la energía que llega a la Tierra procedente del Soles absorbida por las plantas, a través de la fotosíntesis, y convertida en materia orgánica con un mayor contenido energético que las sustancias minerales. De este modo, cada año se producen 2·10¹¹ toneladas de materia orgánica seca, con un contenido de energía equivalente a 68000 millones detep(toneladas equivalentes de petróleo), que equivale aproximadamente a cinco veces la demanda energética mundial.² A pesar de ello, su enorme dispersión hace que sólo se aproveche una mínima parte de la misma. Entre las formas de biomasa más destacables por su aprovechamiento energético destacan los combustibles energéticos (caña de azúcar,remolacha...) y los residuos (agrícolas, forestales, ganaderos, urbanos, lodos de depuradora...)

  2.Ventajas e inconvenientes:

  VENTAJAS:

  1. Es renovable.
  2. Es la única fuente de energía que aporta un balance de CO2 favorable, de manera que la materia orgánica es capaz de retener durante su crecimiento más CO2 del que se libera en su combustión.
  3. No depende de ninguna fuerza (como en la eólica).
  4. Los combustibles que se generan a partir de la biomasa tienen una gran variedad de usos (probablemente sean los únicos combustibles primarios que puedan sustituir a la gasolina para el transporte).
  5. La construcción de una central y su mantenimiento generan puestos de trabajo.
  6. Es una forma de crear infraestructura rural, abre nuevas oportunidades.
  7. Tiene un gran potencial para rehabilitar tierras degradadas.
  8. Se evita la contaminación del medio aprovechando los residuos orgánicos para la obtención de energía.
  9. Ausencia de emisión de azufres e hidrocarburos altamente contaminantes (lluvia ácida).
  10. Obtención de productos biodegradables.
  

  INCONVENIENTES:

  
  1. Sólo es capaz de aprovechar residuos orgánicos.
  2. La construcción de una central provoca alteraciones en el medio natural.
  3. Para conseguir un buen aporte energético se necesita gran cantidad de biomasa y por lo tanto ocupar grandes extensiones de tierra en el caso del cultivo energético.
  4. Menor coste de producción de la energía proveniente de los combustibles fósiles.
  5. Menor rendimiento de los combustibles derivados de la biomasa respecto de los combustibles fósiles.

  Estas centrales tienen un pequeño impacto ambiental, su impacto ambiental es menor que el de una central térmica convencional, ja que el combustible que usan es natural, emiten Co2 en menor cantidad.

  Alguna posible medida correctora sería instalar filtros

  en sus chimeneas para que así emitieran aun menos gases contaminantes producentes del efecto invernadero.Una de estas centrales en España esta en Cúellar (Segovia).

  3.Funcionamiento,contexto e imagenes:

  
  
  
  
  

  Una central de biomasa se ocupa de obtener energía eléctrica mediante los diferentes procesos de transformación de la materia orgánica.
  Básicamente el funcionamiento de una central es el siguiente:

  1. La biomasa recogida se prepara para transformarla en combustible líquido.
  2. Este combustible se quema y se calienta agua.
  3. Se produce vapor a alta presión que mueve la turbina y esta a su vez mueve el generador que producirá energía eléctrica.
  4. La energía eléctrica producida es transportada por el tendido eléctrica
  5. El calor producido por el vapor se transmite en forma de agua caliente.

  
  
  
  
  
  4.Impacto ambiental:
  5.Implantacion en españa :
  
  6.Curiosidades encontradas en internet:

  En Alemania

  Es el mayor consumidor europeo de bioenergía, con el 16% del total de la UE-27, en 2007, lo que supone un consumo de 128TWh, un volumen de negocio de 10.000 millones de euros y el ahorro de más de 50 millones de toneladas de CO2 emitidas a la atmósfera. En 2007 la energía delabiomasa representaba el 5% de la energía primaria total consumida, porcentaje que se espera incrementar hasta el 10% (en 2020) y el 15% (en 2030).

  Fundamentalmente hay tres ramas o sectores:

  • Biomasas sólidas: 180 centrales térmicas producen 6600 millones de kWh de electricidad (un 1,5% del total). Más de mil centrales térmicas suministran calor a grandes edificios, ciudades o comarcas; más de 80.000 hogares consumen bolitas de madera procedentes del procesado de restos forestales. Se cubre de este modo el 6% de las necesidades de calor.

  

  • Biocombustibles: Se producen anualmente 4,2 millones de toneladas de biodiésel, más de la mitad de la producción mundial. Dos empresas producen medio millón de metros cúbicos de bioetanol a partir de biomasa, con un valor de 250 millones de euros. Se cubre de este modo más del7% de las necesidades de carburantes.
  • Biogás. 3700 plantas productoras de biogás en vertederos y plantas industriales producen 22000 millones de kWh a partir de dicho gas, con una potencia eléctrica instalada de 1200 MW.

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

CENTRALES HIDROELECTRICAS

DEFINICION Y ADJETIVOS

Una central hidroeléctrica es aquella que utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los ríos para mover una rueda.

En general estas centrales aprovechan la energía potencialcauce natural en virtud de un desnivel, también conocido como salto geodésico. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por unaturbina hidráulica la cual trasmite la energía a un generador donde se transforma en energía eléctrica. que posee la masa de agua de un

VENTAJAS E INCONVENIENTES

VENTAJAS

No contamina a la atmósfera

No depende de combustibles fósiles

INCONVENIENTES

Las instalaciones producen un gran impacto visual

La construcción de presas es muy costosa

FUNCIONAMIENTO, CONTESTO E IMAGENES

FUNCIONAMIENTO

- El agua cae desde la presa hasta unas turbinas que se encuentran en su base. Al recibir la fuerza del agua las turbinas comienzan a girar. Las turbinas están conectadas a unos generadores, que al girar, producen electricidad. La electricidad viaja desde los generadores hasta unos transformadores, donde se eleva la tensión para poder transportar la electricidad hasta los centros de consumo.

Podemos ver todo esto con un sencillo dibujo:

PARTES

Las principales partes de una central de este tipo son:

- Presa

La presa se encarga de mantener el agua en un lugar alto para garantizar que tenga fuerza suficiente el agua como para mover las turbinas

- Turbinas

Las turbinas se encargan de hacer girar el generador cuando reciben la fuerza del agua

- Generador

Es el encargado de producir la electricidad.

Otras partes también importantes son las tuberías que llevan el agua desde la presa hasta las turbinas.

En el siguiente dibujo podemos ver las partes de una central hidroeléctrica.

1. Agua 5. Conjunto turbina-alternador 9. Líneas eléctricas

2. Presa 6. Turbina 10. Transformadores

3. Rejas filtradoras 7. Eje

4. Tubería forzada 8. Generador

Impacto en el medio de las centrales hidroeléctricas

Durante la fase de producción, las centrales hidroeléctricas prácticamente no contaminan. Pero el impacto paisajístico del embalse es brutal. Además, al construir el embalse, se altera el hábitat de muchas especies, que deben emigrar a otros lugares..., cuando esto les resulta posible.

o

IMPLANTACION EN ESPAÑA CON MAPA Y FoTOS

curiocidades encontradas en intermet

Desvío del cauce de agua [editar]

El principio fundamental de esta forma de aprovechamiento hidráulico de los ríos se basa en el hecho de que la velocidad del flujo de estos es básicamente constante a lo largo de su cauce, el cual siempre es descendente. Este hecho revela que la energía potencial no es íntegramente convertida en cinética como sucede en el caso de una masa en caída libre, la cual se acelera, sino que ésta es invertida en las llamadas pérdidas, es decir, la energía potencial se "pierde" en vencer las fuerzas de fricción con el suelo, en el transporte de partículas, en formar remolinos, etc.. Entonces esta energía potencial podría ser aprovechada si se pueden evitar las llamadas pérdidas y hacer pasar al agua a través de una turbina. El conjunto de obras que permiten el aprovechamiento de la energía anteriormente mencionada reciben el nombre de central hidroeléctrica.

El balance de energía arriba descrito puede ser ilustrado mejor a través del principio de Bernoulli.

Interceptación de la corriente de agua [editar]

Este método consiste en la construcción de una presa de agua que retenga el cauce de agua causando un aumento del nivel del río en su parte anterior a la presa de agua, el cual podría eventualmente convertirse en un embalse. El dique establece una corriente de agua no uniforme y modifica la forma de la superficie de agua libre del río antes y después de éste, que toman forma de las llamadas curvas de remanso. El establecimiento de las curvas de remanso determinan un nuevo salto geodésico aprovechable de agua.

CENTRALES TÉRMICAS

DEFINICION Y OBJETIVOS

Una central térmica es una instalación que produce energía eléctrica a partir de la combustión de carbón, fuel-oil o gas en una caldera. El combustible se almacena en parques o depósitos adyacentes, desde donde se suministra a la central, pasando a la caldera, en la que se provoca la combustión.

En una central térmica la energía mecánica que se necesita para mover el rotor del generador y por tanto para obtener la energía eléctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera. El vapor generado tiene una gran presión, y se hace llegar a las turbinas para que su expansión sea capaz de mover los árabes de las mismas.

Las denominadas termoeléctricas clásicas son de: carbón, de fuel o gas natural. En estas centrales la energía de la combustión del carbón, fuel o gas natural se utiliza para hacer la tran7*sformación del agua en vapor. Una central térmica clásica se compone de una caldera y de un/ turbina que mueve al generador eléctrico. La caldera es el elemento fundamental y en ella se produce la combustión del carbón, fuel o gas.

El funcionamiento convencional de una central térmica es el siguiente:El vapor de agua se bombea a alta presión a través de la caldera, a fin de obtener el mayor rendimiento posible. Gracias a esta presión en los tubos de la caldera, el vapor de agua puede llegar a alcanzar temperaturas de hasta 600 ºC (vapor recalentado).Este vapor entra a gran presión en la turbina a través de un sistema de tuberías.

La turbina consta de tres cuerpos; de alta, media y baja presión respectivamente. El objetivo de esta triple disposición es aprovechar al máximo la fuerza del vapor, ya que este va perdiendo presión progresivamente.*

Así pues, el vapor de agua a presión hace girar la turbina, generando energía mecánica. Hemos conseguido transformar la energía térmica en energía mecánica de rotación.

Ventajas e inconvenientes:

Estas centrales tienen un gran impacto medio ambiental, contaminan la atmósfera a causa de sus grandes emisiones de gases procedentes de la combustión.

A parte de esto estas centrales causan enfermedades respiratorias y producen un alto nivel de ruido. Por sus emisiones de gases ayuda al efecto invernadero, y también impactan negativamente en el ecosistema.
Estas centrales tienen como ventaja su capacidad de rendimiento y también de potencia. La central de mayor potencia probablemente sea a central térmica de lignito de Puentes de García Rodríguez que Posee una potencia de 1400 MW.

FUNCIONAMIENTO

En estas centrales, la energía mecánica necesaria para mover las turbinas que están conectadas al rotor del generador, proviene de la energía térmica contenida en el vapor de agua a presión. El tipo de combustible utilizado para producir el vapor de agua determina el tipo de central térmica: de petróleo, de gas natural o carbón.
Funcionamiento de una central térmica no nuclear:
El vapor de agua producido al calentar el agua se bombea a alta presión para que alcance una temperatura de 600ºC. Acto seguido, a través de un sistema de tuberías, entra en una turbina y hace que gire. Se produce, así energía mecánica, la cual se transforma en energía eléctrica por medio de un generador que está acoplado a la turbina.





CENTRALES IMPLANTADAS EN ESPAÑA

CURIOSIDADES

COMPONENTES DE UNA CENTRAL TERMICA
CARACTERÍSTICAS – FUNCION

TURBOGENERADOR
En él tienen lugar las siguientes conversiones de energía:
Energía calorífica del vapor a energía cinética en las toberas de la turbina.
Energía cinética del vapor a energía mecánica en los álabes, la que se recoge en la flecha de la turbina.
Energía mecánica o energía eléctrica, de la flecha al embobinado del generador.

GENERADOR DE VAPOR

El término de generador de vapor o caldera se aplica normalmente a un dispositivo que genera vapor para producir energía, para procesos o dispositivos de calentamiento. Las calderas se diseñan para transmitir calor de una fuente externa de combustión a un fluido (agua) contenido dentro de ella
La caldera está compuesta por equipos como ventiladores de aire y gases, precalentadores de aire, ductos, chimenea, economizador, domo, hogar, sobrecalentador, recalentador, quemadores, accesorios, instrumentos, etc.

CONDENSADOR

La condensación el vapor de escape de la turbina y drenes se efectúa en el condensador , además de la extracción de algunos gases inconfensables.

TORRE DE ENFRIAMIENTO

Las torres de enfriamiento son dispositivos de enfriamiento artificial de agua. Se clasifican como cambiadores de calor entre un volumen en circuito cerrado de agua y aire atmosférico.
Básicamente las torres de enfriamiento son cambiadores de calor de mezcla, efectuando la transmisión de calor por cambio de sustancia y convección entre los medios. El agua cede calor al aire sobre todo por evaporación, lo hace también por convección, pero en forma secundaria.

BOMBAS

De acuerdo con el mecanismo que mueve el flujo, las bombas se clasifican en:
centrífugas
rotatorias
alternativas

CAMBIADOR DE CALOR

Después de la resistencia de los materiales, los problemas que involucran flujo de calor son los más importantes en la ingeniería.
el calor se transfiere mediante aparatos llamados cambiadores de calor; los principales de éstos equipos, son los siguientes:
calentadores de agua de alimentación
calentadores de combustible
generador de vapor / vapor
evaporadores
enfriadores de agua
enfriadores de aceite
enfriadores de hidrógeno
condensador
generador de vapor

TANQUES
Los códigos o normas sobre diseño de recipientes o tanques tienen como objeto principal que la fabricación se haga con la seguridad requerida a una economía razonable. Todos los tanques estarán provistos con los aditamentos necesarios para cumplir con su funcionamiento y los reglamentos de seguridad;
Usos de los tanques
Almacenamiento de condensado
Servicio diario de aceite combustible
Almacenamiento de aceite combustible
Almacenamiento de agua desmineralizada o evaporada
Almacenamiento de agua cruda
Servicio de aceite ligero
Tanque para columna de agua de enfriamiento
Tanque de mezcla de sustancias químicas
Drenes limpios fríos
Tanque de purgas (blow off tank)

COMPRESORES DE AIRE
El aire comprimido se utiliza en las plantas termoeléctricas para instrumentos, control, servicio, sopladores de la caldera y subestación eléctrica.

TRATAMIENTO Y MONITOREO DE AGUA
La alimentación de agua a la caldera constituye, desde el punto de vista químico, uno de los principales problemas de operación: influencia en la confiabilidad decisiva.
En las plantas termoeléctricas, la alimentación a la caldera es principalmente de condensado de la turbina (alrededor de 95 a 99%); las pérdidas por purgas, fugas de vapor y condensado, atomización de combustible, etc., deben compensarse con agua de repuesto cuyo volumen varía de 1 a 5%.
El agua de repuesto proviene de fuentes naturales de superficie o pozos profundos; en ninguno de los dos casos se encuentra en estado puro.

TUBERÍAS Y AISLAMIENTO

La aplicación de tuberías en plantas termoeléctricas y nucleares, refinerías y plantas químicas, etc., se basa normalmente en idénticas ( o muy similares) consideraciones de diseño. En su construcción se usan materiales de las mismas propiedades físicas y mecánicas, composición química y estructura metalúrgica; los procesos de fabricación como doblado, formado, soldado y tratamiento térmico involucran procedimientos idénticos que no dependen de la aplicación, sino de la calidad final deseada.

LAS CENTRALES NUCLEARES

OBJETIVO DE FUNCIÓN

Las centrales térmicas convencionales queman gas natural, carbón, fuel-oil para producir electricidad por medio de la combustión.

DEFINICIÒN DE CENTRAL TERMICA

Una central térmica es una instalación que produce energía eléctrica a partir de la combustión de carbón, fuel-oil o gas en una caldera diseñada al efecto. El funcionamiento de todas las centrales térmicas, o termoeléctricas, es semejante.
El combustible se almacena en parques o depósitos adyacentes, desde donde se suministra a la central, pasando a la caldera, en la que se provoca la combustión. Esta última genera el vapor a partir del agua que circula por una extensa red de tubos que tapizan las paredes de la caldera. El vapor hace girar los álabes de la turbina, cuyo eje rotor gira solidariamente con el de un generador que produce la energía eléctrica; esta energía se transporta mediante líneas de alta tensión a los centros de consumo. Por su parte, el vapor es enfriado en un condensador y convertido otra vez en agua, que vuelve a los tubos de la caldera, comenzando un nuevo ciclo.
El agua en circulación que refrigera el condensador expulsa el calor extraído a la atmósfera a través de las torres de refrigeración, grandes estructuras que identifican estas centrales; parte del calor extraído pasa a un río próximo o al mar.

Las torres de refrigeración son enormes cilindros contraídos a media altura (hiperboloides), que emiten de forma constante vapor de agua, no contaminante, a la atmósfera. Para minimizar los efectos contaminantes de la combustión sobre el entorno, la central dispone de una chimenea de gran altura (llegan a los 300 m) y de unos precipitadores que retienen las cenizas y otros volátiles de la combustión. Las cenizas se recuperan para su aprovechamiento en procesos de metalurgia y en el campo de la construcción, donde se mezclan con el cemento.

Ventajas de la energía nuclear:

No genera gases causantes del efecto invernadero (CO2…) y por tanto facilita el cumplir con el protocolo de Kyoto. Según la CE, la nuclear es la fuente de energía que menos gases de efecto invernadero emite a lo largo del ciclo de vida, que va desde la extracción de la materia prima hasta la generación de energía eléctrica. En total, la nuclear emite entre 3 y 40 toneladas por gigavatio/hora producido. El gas, la alternativa con menores emisiones de CO2 después de la nuclear, emite cien veces más: entre 398 y 469 toneladas.
Disminuye la dependencia energética de los países productores de combustibles fósiles (petróleo, gas, carbón)
Es independiente de la climatología.
Funciona las 24 horas del día. Solo es necesario pararlas por recarga o avería
Es batata e independiente del precio del petróleo y del gas. En España la energía eléctrica, al estar basada en el petróleo y en las renovables, cada vez será más cara. ¿Que va a suceder con la industria que necesita un alto consumo de energía eléctrica? Por ejemplo la metalúrgica, la del aluminio, etc. ¿Cerraran y se marcharan a Francia?
En España se dispone de la fábrica de combustibles nucleares de Juzbado

Inconvenientes:
Los residuos nucleares

Existen tres tipos de residuos:

De alta actividad, formados por los elementos de combustible gastado;
Tienen un periodo de semidesintegración superior a 30 años.
Contienen radionucleidos emisores alfa, gamma y beta de vida larga en concentraciones apreciables

Pueden desprenden calor.
Según los cálculos del sector energético nuclear, los residuos de alta actividad producidos por todas las centrales españolas en los próximos 40 años ocuparán lo mismo que los límites de un campo de fútbol y 1,3 metros de altura.

se almacenan de forma segura en piscinas de las propias centrales nucleares. No obstante, la investigación sobre almacenamientos definitivs se encuentra avanzada en "numerosos países", según Nuclenor, y apunta a la creación de un Almacenamiento Geológico Profundo (AGP) en formaciones geológicas estables

El volumen de combustible gastado que queda en las centrales de energía nuclear normales se puede reducir mucho si se vuelve a utilizar en plantas especiales
De media actividad, radionucleidos producidos en el proceso de fisión;
De baja actividad, fundamentalmente ropas, herramientas y otros utensilios contaminados en el mantenimiento de la central", según explica Nuclenor.

Los de media y baja actividad

No generan calor.

Contienen radionucleidos emisores beta-gamma con periodos de semidesintegración inferiores a 30 años (En menos de 30 años el material radiactivo se ha reducido a la mitad. A los 200 quedaría menos de un 1% y menos de la milésima parte al cabo de 300 años)
los residuos de media y baja actividad, generados en los próximos 40 años, ocuparán 16 y 6.400 campos de fútbol.

Se almacenan en el Centro de Almacenamiento de El Cabril, Córdoba, gestionado por ENRESA.
A la espera de que se avance en la creación de un AGP español, ENRESA trabaja en la creación de un Almacén Temporal Centralizado donde guardar, "de manera provisional y segura", los residuos radiactivos de alta actividad.

FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento de las centrales térmicas nucleares es muy semejante al de las térmicas convencionales. La diferencia está en el combustible utilizado para producir energía. En el caso de las centrales térmicas se usan combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas) y en las nucleares, uranio o plutonio.

1. En las centrales térmicas y nucleares, el calor obtenido de los combustibles (combustión y reacción nuclear, respectivamente) se emplea para calentar el agua contenida en una caldera, que se transforma en vapor de agua.

2. Ese vapor se conduce a una turbina, moviendo los álabes o aspas de ésta.

3. El eje de la turbina está conectado a un generador de corriente, transformando la energía mecánica en energía eléctrica.

4. El vapor que sale de la turbina se condensa, al pasar por un circuito de refrigeración, y regresa a la caldera.

Desde una sala de control se gobierna la central y se manejan los dispositivos de seguridad que detienen el reactor en cuanto se atisba el mínimo riesgo de escape o mal funcionamiento.

IMPACTO AMBIENTAL

Energía Nuclear y Cambio Climático

Hoy en día se admite sin lugar a dudas que el calentamiento global ha sido provocado por la acción del hombre y si no se toman medidas urgentes para detener su incremento, provocará graves consecuencias para la humanidad.

La contaminación producida por la emisión de determinados gases, tiene mucho que ver en el calentamiento global. Son los llamados gases de efecto invernadero y el que más influye con diferencia en este efecto invernadero es el Dióxido de Carbono (CO2) que proviene sobre todo del uso de los combustibles fósiles junto con los óxidos de nitrógeno (NOx) y el dióxido de azufre (SO2).

El NOx y el SO2 son los principales causantes de la lluvia ácida además de tener mucho que ver con la destrucción de la capa de ozono, y se producen en su mayoría por la combustión de carbón y petróleo en las centrales térmicas y refinerías.

Entre las medidas más importantes que se deben tomar para frenar el calentamiento global se encuentra la reducción del uso de combustibles fósiles, los cuales se utilizan para producir la mayoría de la energía eléctrica que se consume. Por lo tanto, para reducir su uso es preciso recurrir a otras fuentes de energía.

CENTRALES IMPLATADAS EN ESPAÑA

CURIOSIDADES