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2018 Energías Renovables

La tecnología verde podría ser la más grande oportunidad económica del siglo XX.

Electrotecnia General Tema VI Carlos Peralta

-John Doerr.

21-4-2018

Universidad Autónoma de Santo Domingo Primada de América / Fundada el 28 de Octubre de 1538

Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Escuela de Ingeniería Industrial, Electrotecnia General, Santo Domingo D.N.

“Energías Renovable” Sustentante(s):

Matricula(s):

Cristian Liriano Massiel Paredes Starli José Peña

100340309 100213140 100181832

Asignatura: Electrotecnia General (IEM-2020)

Sección: 03 Practica: Energías Renovables

Catedrático: Carlos Peralta

Fecha Entrega: 21 Abril 2018

Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD) Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Electrotecnia General, Santo Domingo R.D. 2018-10 Energías Renovables

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Tabla de Contenido Paginas Introducción……………………………………………………………………...……….. 03 Energías Renovables 1. Antecedentes…………………………………………………………………………….. 04 2. Energías Renovables…………………………………………………………………….. 05 3. Significado del Termino Renovable…………………………………………………….. 05 4. Energías Renovables en la Actualidad…………………………………………...……… 06 5. Clasificación de las Energías Renovables…………………………………………...…...06 6. Tipos de Energías Renovables……………………………………………………...…… 07 6.1. Energía Hidráulica………………………………………...…………...……… 07 6.2. Energía Eólica…………………………………………….…………...………. 07 6.3. Energía Solar…………………………………………….…………...………... 07 6.4. Energía Geotérmica…………………………………………...…………......... 07 6.5. Energía Mareomotriz…………………………………………………...……... 08 6.6. Energía Undimotriz……………………………………………….………….... 08 6.7. Energía de Biocombustibles…………………………………………………... 08 6.8. Energía de Biomasa………………………………………………….………... 08 7. Ventajas de las Energías Renovables………………………………………………......... 09 8. Desventajas de las Energías Renovables………………………………………………... 09 9. Características de las Energías Renovables…………………………………………..…. 10 10. Impactos Negativos…………………………………………………………………….. 10 11. Fuentes de Energías Alternativas que decidirán Nuestro Futuro………………………. 11 11.1. Hojas de Tabaco……………………………………………………………… 11 11.2. La Jatropha de Curcas………………………………………………………... 12 11.3. Máquinas de Algas…………………………………………………………… 12 11.4. Lodo de Alcantarilla…………………………………………………………. 12 12. Energías Renovables en Republica…………………………………………………….. 12 Conclusiones…………………………………………………………………..…………... 14 Fuentes Consultadas............................................................................................................ 15

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Introducción

Las energías renovables han constituido una parte importante de la energía utilizada por los humanos desde tiempos remotos, especialmente la solar, la eólica y la hidráulica. La navegación a vela, los molinos de viento o de agua y las disposiciones constructivas de los edificios para aprovechar la del sol, son buenos ejemplos de ello. Con el invento de la máquina de vapor por James Watt, se van abandonando estas formas de aprovechamiento, por considerarse inestables en el tiempo y caprichosas y se utilizan cada vez más los motores térmicos y eléctricos, en una época en que el todavía relativamente escaso consumo, no hacía prever un agotamiento de las fuentes, ni otros problemas ambientales que más tarde se presentaron. Hacia la década de años 1970 las energías renovables se consideraron una alternativa a las energías tradicionales, tanto por su disponibilidad presente y futura garantizada (a diferencia de los combustibles fósiles que precisan miles de años para su formación) como por su menor impacto ambiental en el caso de las energías limpias, y por esta razón fueron llamadas energías alternativas. Actualmente muchas de estas energías son una realidad, no una alternativa, por lo que el nombre de alternativas ya no debe emplearse.

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Energías Renovables 1. Antecedentes ¿Sabías que el molino de agua ya se conocía en la Antigüedad y se hicieron experimentos con él en Roma? Lo cierto es que, aunque se conocía ya en esas épocas esa tecnología, nunca se desarrolló lo suficiente para que pudiera sustituir a la esclavitud humana. No fue hasta el siglo X y el siglo XI cuando se produjeron en Europa unos avances tecnológicos que situaron a la energía de origen hidráulico en el centro de la vida económica. A finales del siglo XI, y según el censo de la época, había más de 5.600 molinos de agua en Inglaterra. En la misma época, Francia contaba con 20.000 molinos de agua, o lo que es lo mismo, un molino cada 250 habitantes. El impacto económico de esta tecnología fue espectacular. Un molino de agua típico generaba de 2 a 3 caballos de fuerza y podía hacer el trabajo de 10 a 20 personas. La energía generada por los molinos hidráulicos franceses era equivalente a la que podía generar una cuarta parte de la población adulta francesa de la época. En zonas donde el agua escaseaba, poco constante o poco accesible, muchos pueblos y ciudades recurrieron a la energía eólica. El primer molino de viento europeo se construyó en Yorkshire (Inglaterra) en 1185. A finales del siglo XV, Europa no solo contaba con fuentes de energía mucho más diversificadas que cualquier otra cultura o civilización anterior, sino que también contaba con un repertorio de recursos técnicos para captar y utilizar esta energía mucho más variados y útiles que cualquier otro pueblo del pasado o de cualquier otra sociedad contemporánea del Planeta. (Res, 2015)

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2. Energías Renovables La energía es un recurso natural que puede aprovecharse industrialmente a partir de la aplicación de tecnología y de diversos recursos asociados. El concepto también permite nombrar a la capacidad de poner en movimiento o transformar algo. Las energías renovables son recursos abundantes y limpios que no producen gases de efecto invernadero ni otras emisiones dañinas para el medio ambiente como las emisiones de CO2, algo que sí ocurre con las energías no renovables como son los combustibles fósiles. Una de sus principales desventajas, es que la producción de algunas energías renovables es intermitente ya que depende de las condiciones climatológicas, como ocurre, por ejemplo, con la energía eólica. Con todo, el IDAE apunta que, por su carácter autóctono, este tipo de energías "verdes" contribuyen a disminuir la dependencia de nuestro país de los suministros externos, aminoran el riesgo de un abastecimiento poco diversificado y favorecen el desarrollo tecnológico y la creación de empleo.

3. Significado del Término Renovable Renovable, por su parte, es aquello que puede renovarse. El verbo renovar está vinculado a reemplazar algo, poner de nuevo, transformar o restablecer algo que se había interrumpido. La noción de energía renovable hace mención al tipo de energía que puede obtenerse de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya que contienen una inmensa cantidad de energía o pueden regenerarse naturalmente. La lógica indica que el ser humano debería apostar por la energía renovable para garantizar su subsistencia como especie. Se estima que el Sol abastecerá las fuentes de energía renovable (a través de la radiación solar, su incidencia en las lluvias, el viento, etc.) durante, al menos, cuatro mil millones de años. El uso de estas energías, por otra parte, no genera gases de efecto invernadero ni otras emisiones contaminantes.

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4. Energías Renovables en la Actualidad Hoy día, existen distintos adelantos tecnológicos que día a día buscan aprovechar de la mejor manera posible las fuentes energéticas disponibles, además de que, en algunos países, se está enfatizando en su desarrollo no solo para paliar con la creciente demanda energética, sino también como una forma de desarrollo económico. En lo que respecta a España, las energías renovables representaron en el 2005 el 5.9% de la Energía Primaria, un punto máximo para este género, donde se estimó una utilización de las siguientes: 1. Energía Eólica 1,2% 2. Energía Hidroeléctrica 1,1% 3. Energía de Biomasa 2,9% 4. Otras Energías Renovables 0,7% Hemos hablado de la historia de las energías renovables y del punto en el que se encuentran en la actualidad. Pero la investigación continua y cada vez se buscan soluciones más innovadoras para aprovechar el potencial de las energías renovables. (ERenovables, 2015)

5. Clasificación de las Energías Renovables Las fuentes renovables de energía pueden dividirse en dos categorías: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras:  El Sol: energía solar.  El viento: energía eólica.  Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica.  Los mares y océanos: energía mareomotriz.  El calor de la Tierra: energía geotérmica.  Las olas: energía undimotriz Las contaminantes (que son las realmente renovables, es decir, que se renuevan) se obtienen a partir de la materia orgánica o biomasa, y se pueden utilizar directamente como combustible (madera u otra materia vegetal sólida), bien convertida en bioetanol o biogás mediante procesos de fermentación orgánica o en biodiesel, mediante reacciones de transesterificación y de los residuos urbanos. Energías Renovables

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6. Tipos de Energías Renovables 6.1. Energía Hidráulica Es la producida por la caída del agua. Las centrales hidroeléctricas en represas utilizan el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura. El agua en su caída pasa por turbinas hidráulicas, que trasmiten la energía a un alternador, el cual la convierte en energía eléctrica. 6.2. Energía Eólica Es la energía cinética producida por el viento. A través de los aerogeneradores o molinos de viento se aprovechan las corrientes de aire y se transforman en electricidad. Dentro de la energía eólica, podemos encontrar la eólica marina, cuyos parques eólicos se encuentran mar adentro. 6.3. Energía Solar Este tipo de energía nos la proporciona el sol en forma de radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente). El uso de la energía del sol se puede derivar en energía solar térmica (usada para producir agua caliente de baja temperatura para uso sanitario y calefacción) solar fotovoltaica (a través de placas de semiconductores que se alteran con la radiación solar), etc. 6.4. Energía Geotérmica Es una de las fuentes de energía renovable menos conocidas y se encuentra almacenada bajo la superficie terrestre en forma de calor y ligada a volcanes, aguas termales, fumarolas y géiseres. Por tanto, es la que proviene del interior de la Tierra.

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6.5. Energía Mareomotriz El movimiento de las mareas y las corrientes marinas son capaces de generar energía eléctrica de una forma limpia. Si hablamos concretamente de la energía producida por las olas, estaríamos produciendo energía undimotriz. Otro tipo de energía que aprovecha la energía térmica del mar basado en la diferencia de temperaturas entre la superficie y las aguas profundas se conoce como maremo térmica. 6.6. Energía Undimotriz La tecnología undimotriz aprovecha la energía del movimiento de las olas. Diversos prototipos se prueban en países como Portugal, Noruega o España. Por su parte, la fuerza de las mareas también se postula como otra energía renovable más, la mareomotriz, aunque al igual que la undimotriz necesita un desarrollo mayor para ser competitiva. 6.7. Energía de Biocombustibles Los biocombustibles utilizan materiales tan diversos como cereales o aceites desechados para hacer un combustible alternativo a los derivados del petróleo. La fermentación de diversas plantas para convertirlas en alcohol utilizable como gasolina se denomina bioetanol, mientras que los basados en el aceite son los biodiesel. Los biocombustibles han sido criticados porque no serían tan ecológicos como señalan sus defensores. Por ello, se trabaja en una segunda generación que mejora los procesos tecnológicos, se basa en residuos o en materias primas no alimenticias y cultivadas en terrenos no agrícolas o marginales. 6.8. Energía de Biomasa Es la procedente del aprovechamiento de materia orgánica animal y vegetal o de residuos agroindustriales. Incluye los residuos procedentes de las actividades agrícolas, ganaderas y forestales, así como los subproductos de las industrias agroalimentarias y de transformación de la madera.

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7. Ventajas de las Energías Renovables  Son más respetuosas con el medio ambiente, no contaminan y representan la alternativa de energía más limpia hasta el momento.  Son fáciles de desmantelar y no requieren custodiar sus residuos durante millones de años, como ocurre por ejemplo con las energías nucleares.  Hace que la región sea más autónoma, ya que desarrolla en la misma región donde se instala, la industria y la económica.  Genera muchísimos puestos de trabajo, los que se prevén en un aumento aún mayor de aquí a unos años teniendo en cuenta su demanda e implementación.  Son energías seguras ya que no contaminan, ni tampoco suponen un riesgo para la salud, y sus residuos además no crean ningún tipo de amenaza para nadie.  Se trata de energías de fuentes que son inagotables, como el sol o el agua, y además sus distintos orígenes permiten su aplicación en todo tipo de escenarios.

8. Desventajas de las Energías Renovables  La primera característica que dificulta la elección de este tipo de energías es la inversión inicial, la que supone un gran movimiento de dinero y que muchas veces la hace parecer no rentable al menos por el tiempo.  La disponibilidad puede ser un problema actual, no siempre se dispone de ellas y se debe esperar que haya suficiente almacenamiento. Esto tiene una estrecha relación con el hecho de que están comenzando a ser cada vez más populares.  Algunas personas encuentran un inconveniente en estas energías, el hecho de que dependiendo de su fuente necesitan de un gran espacio para poder desarrollarse, o necesitaremos disponer de un gran sistema para que surja algún efecto (es el caso por ejemplo de los paneles solares, de los que necesitaremos una cantidad considerable si queremos generar una alta energía eléctrica).  Por otro lado, cabe añadir que un claro problema inherente a las energías renovables será el que muchas de ellas cuentan con una naturaleza difusa, con la excepción de la energía geotérmica la cual, sin embargo, sólo es accesible donde la corteza terrestre es fina, como las fuentes calientes y los géiseres.

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9. Características de las Energías Renovables  Son limpias no generan residuos de difícil eliminación.  Su impacto ambiental es reducido. No producen emisiones de CO2 y otros gases contaminantes a la atmósfera.  Se producen de forma continua por lo que son ilimitadas.  Evitan la dependencia exterior, son autóctonas.  Son complementarias.  Equilibran desajustes interterritoriales.  Impulsan las economías locales con la creación de cinco veces más puestos de trabajo que las convencionales.  Son alternativa viable a las energías convencionales.

10. Impactos Negativos Las energías renovables pueden también producir algunos impactos negativos, aunque éstos no son comparables a los de las energías convencionales. Algunos de los inconvenientes en el uso de estos tipos de energía son: 1. Producen impactos visuales elevados. 2. Son variables y no previsibles en su totalidad. 3. Su densidad de potencia es baja por lo que en ocasiones tienen dificultades para garantizar el suministro y tienen que ser complementadas con otro tipo de energías. 4. Algunas de ellas no están suficientemente desarrolladas tecnológicamente. 5. Existen dificultades para su almacenamiento por lo que no es aprovechado todo su potencial. 6. La energía geotérmica puede resultar perjudicial si se traen a la superficie gases de efecto invernadero y metales pesados (elementos con propiedades metálicas, tales como los lantánidos, actínidos y algunos de los semimetales). 7. La energía hidráulica, por su parte, si bien puede ser menos nociva cuando se utiliza en pequeña escala (a través de centrales minihidráulicas), suele basarse en la construcción de imponentes presas, lo cual afecta directamente la biodiversidad y promueve la producción de metano por los residuos vegetales. Energías Renovables

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8. La energía eólica también puede tener consecuencias negativas para el medio ambiente si no se utiliza con un plan bien definido, o si se intenta explotar en exceso. A primera vista, la colocación de molinos rompe con la belleza de cualquier paisaje natural. Por otro lado, es importante recordar que producen un ruido de baja frecuencia muy peligroso para la salud de quienes habiten en sus proximidades; entre sus consecuencias en seres humanos se encuentran el trastorno del sueño y la irregularidad del pulso. El apoyo y la fuerte inversión en investigación y desarrollo que se está realizando con este tipo de energías están haciendo que se vaya en el buen camino para hacer desaparecer o minimizar este tipo de inconvenientes, para que el uso de las energías renovables sea realidad en un futuro muy próximo. Las energías renovables, por tanto, se presentan como una alternativa clara frente a las energías convencionales en todo el proceso constructivo.

11. Fuentes de Energías Alternativas que decidirán Nuestro Futuro En un futuro las civilizaciones se verán forzadas, más que ahora, a buscar nuevas fuentes de energía para satisfacer sus crecientes demandas por recursos y con la tasa actual de consumo de combustibles fósiles estamos a décadas de que se acaben y se desencadene una crisis energética a nivel mundial si no se halla un sustituto efectivo que supla las necesidades de los consumidores. 11.1. Hojas de Tabaco Cuando decimos biocombustibles, mucha gente piensa en el maíz, pero se da la circunstancia de que el maíz es un pésimo recurso para biofuel. Un reciente estudio llama la atención sobre otra planta mucho más eficaz: el tabaco. Concretamente tabaco modificado genéticamente para subir su contenido en almidón un 700%. Esto se traduce en un 500% más de azúcar, un ingrediente crucial para generar biocombustibles de calidad.

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11.2. La Jatropha Curcas La Jatropha o Piñón de Tempate es una planta cuyas semillas, ricas en aceite, son ideales para producir biofuel. Además, es capaz de crecer en tierras yermas que no son aptas para cultivos normales. Los científicos trabajan ahora en crear versiones más fuertes y que produzcan más semillas. 11.3. Máquinas de Algas Las microalgas son ricas en almidón y azúcar, lo que las hace un serio candidato para biocombustibles. Su mayor problema, a fecha de hoy, es que no se pueden cosechar fácil y abundantemente en el mar. Por eso se trabaja en distintos modelos que permitan cultivar estas microalgas de manera masiva. Incluso se baraja la posibilidad de modificar las algas mediante nanopartículas para que absorban más luz y generen más energía. 11.4. Lodo de Alcantarilla Sí, la porquería orgánica que se filtra por nuestras alcantarillas también podría ser utilizada para producir biodiesel. Concretamente, lo que se quiere utilizar es el lodo denso que resulta de la limpieza del agua en las plantas purificadoras. Este lodo es rico en lípidos, y un grupo de investigadores de Corea del Sur ha encontrado la manera de calentar estos líquidos en un reactor junto a metanol y dióxido de carbono. El proceso convierte los lípidos en biocombustible. La buena noticia es que la materia prima es muy abundante. La mala que requiere adaptar todas las plantas de limpieza de aguas con una nueva instalación que no es barata.

12. Energías Renovables en República Dominicana Uno de los objetivos principales de la Ley No. 57-07 de Incentivo a las Energías Renovables y sus Regímenes Especiales, consiste en reducir la importación de combustibles fósiles, atenuando la dependencia de los mismos, a favor de la diversificación de las fuentes que permitan promover la independencia energética de República Dominicana. Energías Renovables

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Este propósito se lograría a través de la incorporación de alternativas nativas limpias para lograr la satisfacción de las necesidades del país de forma sostenible desde la óptica ambiental, social y económica. República Dominicana cuenta con un Plan Nacional de Energía que prevé la cobertura del 25% de las necesidades del sector eléctrico a partir de fuentes de energías autóctonas para el año 2025. La República Dominicana logró hacerse miembro fundador de la Alianza Internacional Solar. Como resultado de esta visión del Estado con relación a la atracción y apoyo de inversiones tanto extranjeras como locales al desarrollo de las energías renovables, mediante el instrumento vigente para esos fines, la Ley No. 57-07 Sobre Incentivo al Desarrollo de Fuentes Renovables de Energía y de sus Regímenes Especiales, la República Dominicana dispondrá de 180 MW de energía limpia producida por medios eólicos, solares y biomasa en el corto plazo. Entre las instalaciones que están entrando en servicio a principios del 2016, 30 MW corresponden al Parque Monte plata Solar que tendrá una producción de 52,140 MWh capaz de suplir energía eléctrica a veinte mil (20,000) hogares de esa región; 1.5 MW al Parque Quisqueya Solar que suplirá hasta un 50% del consumo de los servicios auxiliares de la Planta Quisqueya II (propiedad de EGE Haina), 49.5 MW al Parque Eólico Larimar, que tendrá una producción anual de 200,000 MWh y 25 MW a la novedosa planta de cogeneración de carga base (bagazo de caña y biomasa) del Ingenio Cristóbal Colón en San Pedro de Macorís. A la presente fecha, ya han sido inaugurados por las autoridades correspondientes la Planta Quisqueya Solar, con capacidad de 1.5MW, el Parque Eólico Larimar con capacidad de 49.5 MW y el Parque Monte plata Solar con 30 MW. Las implicaciones de la capacidad ya instalada en el sector de las energías renovables en la República Dominicana, en términos de impactos favorables directos, consisten en lograr una generación limpia de 497,025 MWh por año, evitando emisiones de 352,887 toneladas de CO2 y sustituyendo la importación de 825,061 barriles de petróleo, que a los precios de mercado representan una economía de divisas importante para el país.

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Conclusiones Existe cierta polémica sobre la inclusión de la incineración (dentro de la energía de la biomasa) y de la energía hidráulica (a gran escala) como energías verdes, por los impactos medioambientales negativos que producen, aunque se trate de energías renovables. El estatus de energía nuclear como «energía limpia» es objeto de debate. En efecto, aunque presenta una de las más bajas tasas de emisiones de gases de efecto invernadero, genera desechos nucleares cuya eliminación no está aún resuelta. Según la definición actual de "desecho" no se trata de una energía limpia. En principio, las fuentes permanentes son las que tienen origen solar, de hecho, se sabe que el Sol permanecerá por más tiempo que la Tierra. Aun así, el concepto de renovabilidad depende de la escala de tiempo que se utilice y del ritmo de uso de los recursos.

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Fuentes Consultadas 1. ERenovables. (2015, Junio 22). ERenovables. Retrieved from https://erenovable.com/historia-energia-renovable/ 2. Res. (2015, Febrero 13). Eco Inteligencia. Retrieved from https://www.ecointeligencia.com/2015/02/energias-renovables-historia/ 3. centros.pntic.mec.es 4. www.cubasolar.cu 5. www.xtec.es 6. https://twenergy.com/a/que-son-las-energias-renovables-516 7. http://definicion.de/energia-renovable/ 8. http://www.biodisol.com/que-son-las-energias-renovables-clasificacion-evolucionhistorica-las-fuentes-de-energias-renovables/ 9. http://erenovable.com/energias-renovables-ventajas-y-desventajas/ 10. https://www.ecured.cu/Energ%C3%ADa_renovable 11. http://es.gizmodo.com/13-fuentes-de-energia-alternativas-que-decidiran-nuestr1556789943 12. http://www.evwind.com/2016/04/22/energias-renovables-en-republica-dominicana/

Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD) Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Electrotecnia General, Santo Domingo R.D. 2018-10 Energías Renovables

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