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• Alexander Araya Borkoski

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• Producción de energía
• Naturaleza
• Energía y recursos
• Educación superior
• Física

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En el segundo bloque temático, constituido por los nueve temas restantes, se diseccionan cada una de las fuentes de energías renovables conocidas en la actualidad: la energía solar térmica, energía solar fotovoltaica, energía eólica, energía hidráulica, energía de la biomasa, energía geotérmica, energía de las olas, energía de las mareas y la energía maremotérmica. Básicamente, el desarrollo de cada uno de estos nueve capítulos responde al siguiente esquema: origen de la fuente energética, potencial de energía, tecnologías para su aprovechamiento, costes del uso de la misma, impacto ambiental por su utilización, situación actual de la explotación de la fuente de energía en cuestión y conclusiones. Al final de cada tema se presenta una batería de veinte ejercicios tipo test, los diez primeros con la respuesta inmediata y los otros diez con la solución al final del libro.

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Centrales de energías renovables

Centrales de energías renovables analiza el sistema energético, se ha dividido en dos bloques temáticos. En el primero de ellos, constituido por los cuatro capítulos iniciales, se abordan aspectos básicos generales sobre: la energía, los recursos energéticos, las tecnologías para explotación de la energía, así como los aspectos económicos y medioambientales del uso de la energía. Elementos todos ellos a tener en cuenta cuando se pretende abordar con rigor el estudio de cualquier fuente de energía.

Centrales de energías renovables

Generación eléctrica con energías renovables

Carta Calero Colmenar Castro

José Antonio Carta González Roque Calero Pérez Antonio Colmenar Santos Manuel-Alonso Castro Gil

a

Centrales de energías renovables: generación eléctrica con energías renovables

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Centrales de energías renovables: generación eléctrica con energías renovables José Antonio Carta González Roque Calero Pérez Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC)

Antonio Colmenar Santos Manuel-Alonso Castro Gil Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED)

Madrid México Santafé de Bogotá Buenos Aires Caracas Lima Montevideo San Juan San José Santiago Sa˜o Paulo Reading, Massachusetts Harlow, England

Datos de catalogación bibliográfica

CENTRALES DE ENERGÍAS RENOVABLES: GENERACIÓN ELÉCTRICA CON ENERGÍAS RENOVABLES José A. C. González, Roque C. Pérez, Antonio C. Santos, Manuel-A.C. Gil PEARSON EDUCACIÓN, S.A., Madrid, 2009 ISBN: 978-84-832-2227-0 ISBN (UNED): 978-84-362-5878-3 Materia: 620, Centrales de energía Formato 195 # 250 mm.

Páginas: 728

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Introducción Autores

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xix

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxiii

Capítulo 1.

Aspectos básicos generales sobre la energía . .

1

Introducción y orientaciones para el estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Concepto de energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Concepto de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Concepto de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medida de la energía y de la potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Manifestaciones de la energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7.1. Energía gravitacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7.2. Energía cinética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7.3. Energía electrostática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7.4. Energía electromagnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7.5. Energía nuclear o energía atómica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8. Transformaciones energéticas. Rendimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.9. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.10. Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.11. Evaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.11.1. Ejercicios teóricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.11.2. Prueba objetiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 2 2 3 3 4 7 7 7 9 9 10 11 15 15 16 16 18

Capítulo 2. Aspectos básicos generales sobre los recursos energéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7.

2.1. 2.2.

Introducción y orientaciones para el estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22 22

vi

CONTENIDO

2.3. 2.4.

2.5. 2.6.

La energía en el Universo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Los recursos energéticos de la Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2. La transformación de la energía solar sobre la Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.3. Clasificación de las fuentes energéticas de la Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Consumo global de energía en la Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.2. Consumo de energía primaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Situación de las diferentes fuentes de energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1. Energía nuclear de fisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1.1. Origen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1.2. Potencial energético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1.3. Formas de aprovechamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1.4. Reservas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1.5. Consumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1.6. Duración prevista . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2. Energía nuclear de fusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.1. Origen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.2. Potencial energético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.3. Formas de aprovechamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.4. Reservas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.5. Consumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.6. Duración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3. Energía del carbón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3.1. Origen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3.2. Potencial energético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3.3. Formas de aprovechamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3.4. Reservas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3.5. Producción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3.6. Consumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3.7. Duración prevista . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4. Energía del petróleo y del gas natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.1. Origen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.2. Potencial energético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.3. Formas de aprovechamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.4. Reservas de petróleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.5. Producción de petróleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.6. Consumo de petróleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.7. Duración prevista del petróleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.8. Reservas de gas natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.9. Producción de gas natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.10. Consumo de gas natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4.11. Duración prevista de gas natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.5. Energía solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.5.1. Origen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.5.2. Potencial energético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22 24 24 27 27 28 28 29 30 30 30 32 32 32 33 33 33 33 35 35 35 35 35 35 35 37 37 37 37 37 39 39 39 42 42 42 43 43 43 44 45 45 45 45 45 46