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INSTITUTO TECNOLOGICO DE MATAMOROS DEPARTAMENTO DE INGENIERIA INDUSTRIAL

PROTOCOLO DE INVESTIGACION ENERGIAS RENOVABLES TALLER DE INVESTIGACION 1 MAESTRO: ING. RAUL TORRES CARDENAS

DARIEN EMMANUEL ROCHA AGUIRRE 15260263 16:00-17:00

H. Matamoros Tamaulipas

30-Mayol-18

Agradecimientos: En el presente trabajo, se agradece principalmente a mis padres, los cuales fueron pioneros en mi persona para siempre buscar cuidar el entorno que nos rodea, tanto a las personas como así al medio ambiente, naturaleza, animales. En segundo lugar, pero no menos importante a mis compañeros, los cuales siempre me han motivado a ser mejor, a buscar lo mejor siempre en todo, y muy especialmente a el profesor, el cual me ha enseñado la importancia y relevancia de siempre investigar de temas que sean vitales para el futuro. Sin más que decir, solo espero que el presente trabajo sea de su agrado y no genere dudas, antes bien las aclare y cree un poco de conciencia del tema a tratar.

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Resumen: El presente trabajo de investigación habla a grandes rasgos sobre las energías renovables, así como el efecto que tienen las actuales energías en el planeta. Se busca explicar cuál de las es la más conveniente, para que en un futuro nuestro planeta pueda ser en mayor medida puro y sin contaminantes que puedan comprometer a futuras generaciones con quedarse sin valiosos recursos para siempre. Esperando el trabajo sea de su agrado le deseamos una buena lectura.

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Tabla de contenido Introducción ........................................................................................................................................ 5 Problemas a resolver........................................................................................................................... 6 Objetivos. ............................................................................................................................................ 7 Objetivos específicos ........................................................................................................................... 7 Justificación. ........................................................................................................................................ 8 Descripción de la empresa .................................................................................................................. 9 Marco teórico .................................................................................................................................... 10 Procedimiento a realizar. .................................................................................................................. 13 Resultados ......................................................................................................................................... 17 Conclusiones. .................................................................................................................................... 20 Competencias desarrolladas. ............................................................................................................ 21 Bibliografía ........................................................................................................................................ 21

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Introducción En el siguiente trabajo se busca hacer una conciencia principalmente ecológica, para cuidar al planeta, ya que en la actualidad está en deterioro nuestro planeta, y muy pronto podría dejar de ser tan habitable como lo conocemos, podría ser de gran ayuda para gente que no conozca la autosuficiencia que existe actualmente en distintas partes del mundo, así como las alternativas que se tienen para la quema de combustibles. Espero el siguiente trabajo deje una semilla en cada una de sus conciencias y pueda despertar el interés en las políticas para la mejor calidad del planeta.

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Problemas a resolver 1.-Minimizar o erradicar ideas sobre deteriorar el ambiente. 2.-Buscar alternativas para las energías que tienen combustión. 3.-Buscar energías que sean renovables. 4.-Remover ideas erróneas sobre que las tecnologías solo dañan al ambiente.

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Objetivos. Crear consciencia sobre las formas en que se puede cambiar al mundo, no solo de formas de reciclar, si no utilizando nuevas energías que puedan traer un respiro al mundo y minimizar el efecto invernadero sobre el planeta, buscar e informar los beneficios que se pueden tener al utilizar las energías que se mencionan en el siguiente trabajo.

Objetivos específicos *Dar a conocer las energías sustentables y renovables que existen en el planeta. *Analizar las ventajas de las energías ya mencionadas. *Crear conciencia de que la tecnología no siempre es dañina.

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Justificación. El siguiente trabajo se realizó con la intención de despertar un interés en la sociedad actual por mejorar el medio ambiente, de buscar alternativas para las energías que actualmente dañan en un gran porcentaje al medio ambiente que nos rodea. Se busca siempre despertar a aquella sociedad que busque implementar mejoras para el mundo, y se haga un mundo sustentable.

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Descripción de la empresa El siguiente trabajo se hizo sin fines de lucro, solamente con la intención de crear conciencia entre las personas.

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Marco teórico Las fuentes renovables de energía se basan en los flujos y ciclos naturales del planeta. Son aquellas que se regeneran y son tan abundantes que perdurarán por cientos o miles de años, las usemos o no; además, usadas con responsabilidad no destruyen el medio ambiente. La electricidad, calefacción o refrigeración generadas por las fuentes de energías renovables, consisten en el aprovechamiento de los recursos naturales como el sol, el viento, los residuos agrícolas u orgánicos. Incrementar la participación de las energías renovables, asegura una generación de electricidad sostenible a largo plazo, reduciendo la emisión de CO2. Aplicadas de manera socialmente responsable, pueden ofrecer oportunidades de empleo en zonas rurales y urbanas y promover el desarrollo de tecnologías locales. Energía eólica Es la fuente de energía que está creciendo más rápidamente y, si los gobiernos le aseguran el apoyo necesario, podría cubrir en el 2020 el 12% de toda la electricidad mundial. La energía eólica requiere condiciones de intensidad y regularidad en el régimen de vientos para poder aprovecharlos. Se considera que vientos con velocidades promedio entre 5 y por segundo son los aprovechables. El viento contiene energía cinética (de las masas de aire en movimiento) que puede convertirse en energía mecánica o eléctrica por medio de Aero turbinas, las cuales están integradas por un arreglo de aspas, un generador y una torre, principalmente. Energía solar La energía solar que recibe nuestro planeta es resultado de un proceso de fusión nuclear que tiene lugar en el interior del sol. Esa radiación solar se puede transformar directamente en electricidad (solar eléctrica) o en calor (solar térmica). El calor, a su vez, puede ser utilizado para producir vapor y generar electricidad. La energía del sol se transforma en electricidad mediante células fotovoltaicas, aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores. El material base para la fabricación de la mayoría de las células fotovoltaicas es el silicio.

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La eficiencia de conversión de estos sistemas es de alrededor de 15%. Aun así, un metro cuadrado puede proveer potencia suficiente para operar un televisor mediano. Para poder proveer de energía eléctrica en las noches, las celdas fotovoltaicas requieren de baterías donde se acumula la energía eléctrica generada durante el día. En la actualidad se están desarrollando sistemas fotovoltaicos conectados directamente a la red eléctrica, evitando así el uso de baterías, por lo que la energía que generan se usa de inmediato. Un equipo sencillo permite demostrar que el agua puede ser calentada con energía solar, en sustitución del gas. Los sistemas solares térmicos pueden clasificarse en planos o de concentración o enfoque. Los sistemas solares planos son dispositivos que se calientan al ser expuestos a la radiación solar y transmiten el calor a un fluido (agua, por ejemplo). Con el colector solar plano se pueden calentar fluidos a temperaturas de hasta 200 º C pero, en general, se aprovecha para calentar hasta los 75 º C. Los sistemas solares de concentración son aquellos que funcionan enfocando la radiación solar en un área específica, en un punto o a lo largo de una línea. En algunas centrales solares termoeléctricas concentran la radiación solar utilizando para ello espejos, y mediante distintas tecnologías proporcionan calor a media o alta temperatura (en casos especiales, hasta miles de grados). Ese calor se utiliza para generar electricidad, del mismo modo que en una central termoeléctrica. El calor solar recogido durante el día se puede almacenar, de forma que durante la noche o cuando está nublado se puede igualmente estar generando electricidad. Este conjunto de dispositivos requiere de procedimientos o mecanismos de seguimiento, ya que la línea de incidencia del sol varía durante el día y durante el año. Energía geotérmica La energía geotérmica se obtiene aprovechando el calor que emana de la profundidad de la Tierra. Nuestro país ocupa el tercer lugar mundial, después de Estados Unidos y Filipinas, en generación eléctrica geotérmica con 855 MW H. Matamoros Tamaulipas

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de potencia instalada. La energía geotérmica se produce cuando el vapor de los yacimientos es conducido por tuberías. Al centrifugarse se obtiene una mezcla de agua y vapor seco, el cual es utilizado para activar turbinas que generan electricidad. En la actualidad, la tendencia mundial se enfoca al uso de energías renovables, mismas que son amigables con el medio ambiente, aprovechando los recursos naturales para generarlas (Vega, 2010). Las fuentes de energías renovables se han convertido en un tema prioritario en las agendas energéticas, tanto en los países industrializados como en muchas economías en desarrollo, gracias a sus efectos beneficiosos en las esferas económicas, sociales y ambientales (Del Sol, 2008). Así, se destaca la importancia de disponer de fuentes alternativas de energía para satisfacer la demanda de las grandes naciones al proporcionar la expansión del crecimiento en las fuentes alternativas (Vilela y Araújo, 2006). De acuerdo a Bertinat (2004), esta tendencia requiere estar fundamentada en los siguientes pilares, condiciones y criterios: - Seguridad en el abastecimiento de los diversos insumos energéticos. - Reducción de la actual dependencia energética. - Prevenir y revertir los impactos ambientales locales y globales, resultantes del actual sistema de producción y consumo de energía. - Asegurar la cobertura y el acceso equitativo de toda la población a los recursos y servicios energéticos. - Garantizar la participación democrática de la población en los procesos de decisión sobre las políticas y proyectos energéticos. A partir de la gran importancia que ha tomado este tema, las políticas energéticas de los diferentes países se han enfocado en aumentar gradualmente el suministro de energía renovable, elaborándose para ello una estrategia de desarrollo que diversas regiones, tales como la Unión Europea, Sudamérica y Centroamérica busquen un modo de aprovechar los recursos naturales para la producción de energía, mismos que minimicen el impacto ambiental de la actividad humana sobre el ambiente natural (Bertinat, 2004). H. Matamoros Tamaulipas

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Procedimiento a realizar. Para los que no conozcan la REN21 comentar que es una red multidisciplinaria que, de manera colectiva, comparte su visión y conocimiento para producir su informe anual de la Situación Mundial de las Energías Renovables (GSR por sus siglas en inglés), así como los informes regionales. Hoy en día, la red sitúa más de 700 expertos en energías renovables y en eficiencia energética, habiendo participado 180 de ellos en la realización de la GSR 2016. Empezamos con el repaso del informe. El pasado 2015 fue un año notable para las energías renovables, pues contó con las mayores incorporaciones de capacidad mundial vistas hasta la fecha. A pesar de los avances durante 2015, los desafíos a los que se enfrenta el desarrollo de las energías renovables persisten, sobre todo más allá del sector eléctrico En este año se observaron diversos avances que influyeron en la energía renovable, incluyendo una dramática disminución en los precios de los combustibles fósiles a nivel mundial; una serie de anuncios respecto a la disminución más sustancial en la historia de los precios en contratos a largo plazo de energía renovable; un aumento significativo de atención en la acumulación de energía; y un acuerdo histórico sobre el clima que reunió en París a toda la comunidad mundial. Actualmente, las energías renovables se han establecido en todo el mundo como una importante fuente de energía. Su rápido crecimiento, particularmente en el sector eléctrico, es impulsado por diversos factores, incluyendo el aumento de la rentabilidad de las tecnologías renovables; iniciativas de política aplicada; un mejor acceso a la financiación; seguridad energética y cuestiones de medio ambiente; demanda creciente de energía en economías en desarrollo y emergentes; y la necesidad de acceso a una energía modernizada.

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En consecuencia, en los países en desarrollo están surgiendo mercados nuevos, tanto para la energía renovable centralizada como para la distribuida. El 2015 fue un año de primicias, acuerdos de alto perfil y publicaciones relacionadas con las energías renovables. Éstos incluyen compromisos tanto del G7 como del G20 para fomentar el acceso a las energías renovables y avanzar en la eficiencia energética, así como adoptar el objetivo dedicado al Desarrollo Sostenible (SDG 7), incluido en la iniciativa Energía Sostenible para Todos de la Asamblea General de las Naciones Unidas. Los eventos del año culminaron en diciembre, durante la 21ª Conferencia de las Partes (COP21) en París, Convención marco de las Naciones Unidas sobre el cambio climático (UNFCCC por sus siglas en inglés), donde 195 países acordaron limitar el calentamiento global muy por debajo de los 2 grados centígrados. La gran mayoría de países se comprometió a incrementar el uso de la energía renovable y la eficiencia energética a través de las contribuciones previstas y determinadas a nivel nacional (INDCs, por sus siglas en inglés) De los 189 países que presentaron sus propuestas INDCs, 147 mencionaron las energías renovables, y 167 señalaron la eficiencia energética; asimismo, algunos países se comprometieron a reformar sus subsidios a los combustibles fósiles. Estos compromisos, los cuales establecen un precedente en la energía renovable, también fueron acordados por gobiernos regionales, estatales y locales, así como por el sector privado. Aunque muchas de las iniciativas anunciadas en París y en otras partes del mundo no afectaron los mercados de energías renovables en el 2015, ya se mostraban indicios del surgimiento de una transición energética mundial. En el 2014, las energías renovables generaron alrededor del 19,2% en el consumo final mundial de energía; mientras que en el 2015 continuó el crecimiento en la capacidad y generación.

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Durante el 2015, se añadió un estimado de 147 GW de capacidad de energía renovable, el mayor incremento anual jamás registrado; la capacidad calorífica renovable aumentó en alrededor de 38 GWt (gigavatios-térmicos); y la producción total de biocombustibles continuó a la alza.

Este crecimiento se produjo a pesar del desplome de los precios globales de los combustibles fósiles, los subsidios en curso a los combustibles fósiles, además de otros retos respecto a las energías renovables, incluyendo la integración de los avances en la participación de la generación de energía renovable, reglamentaciones e inestabilidad política, barreras normativas y restricciones fiscales. La inversión mundial alcanzó un nuevo récord. Esto se dio a pesar de la caída de los precios de los combustibles fósiles; del fortalecimiento del dólar (lo que redujo el valor del dólar de inversiones en otras monedas); de la continua debilidad de la economía europea, así como de las bajas en el coste por unidad de la energía eólica y la solar fotovoltaica.

Por sexto año consecutivo, las energías renovables sobrepasaron a los combustibles fósiles en inversiones netas para adiciones de capacidad de energía

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Los inversores privados reforzaron sus compromisos hacia las energías renovables de manera significativa durante el 2015. En el año se pudo ver un aumento en el número de bancos activos dentro del sector de las energías renovables, y quienes también tenían grandes compromisos por parte de firmas internacionales en lo que respecta a inversiones en energía renovable y eficiencia energética. La financiación y las estructuras de titularización principales también siguieron moviéndose como compañías dentro de los mercados de países desarrollados (en el fotovoltaico), mientras que los inversores buscaron réditos más altos, incluso a costa de correr un riesgo mayor.

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Resultados El rendimiento de la instalación en nuestras latitudes es muy bueno, pudiéndose alcanzar una potencia de hasta 1.000 W por m2 en un día despejado a la hora del mediodía, sin obstáculos con sombras. Al igual que en la solar térmica, si la instalación se ha diseñado, calculado, construido y mantenido de manera adecuada, será una instalación que funcionará correctamente y con una larga vida útil. El coste de la instalación disminuye conforme se desarrolla la tecnología, mientras que el coste del combustible va aumentando porque las reservas tienden a agotarse. Montaje rápido de la instalación, requiriendo un mantenimiento mínimo, aunque también se precisa una revisión periódica para comprobar el correcto estado de la instalación y limpieza de la cara de los paneles expuesta al sol. Incuso en los días nublados, aunque con menor rendimiento, los paneles generan electricidad. Con el nuevo Real Decreto Ley 13/2012 se favorecen las condiciones para el autoconsumo, siendo una opción interesante, puesto que se exime al auto consumidor de la obligación de constituirse como empresa; si bien se permite que el auto consumidor pueda ser también productor. Se evita toda la burocracia y autorizaciones que se requieren en la conexión a red. Como inconveniente se requiere de una inversión inicial elevada para realizar la instalación. También habrá que prever de espacio suficiente en la vivienda para el emplazamiento de las baterías. Como norma general una instalación fotovoltaica para autoconsumo suele tener una vida útil de un mínimo de 25 a 30 años, siempre claro suponiendo un buen uso y mantenimiento; respecto a su amortización existen varios parámetros que la determinan como son la calidad de los componentes de la instalación, la adecuada instalación, un cálculo según las necesidades de consumo, el uso al que se destina la instalación e incluso las subvenciones H. Matamoros Tamaulipas

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que se pueden obtener, pero como dato orientativo se puede decir que a partir de los 7 a 10 años ya puede quedar amortizada la instalación para autoconsumo, plazos más que razonables si se tiene en cuenta su duración.

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Conclusiones. Hemos de concluir, en primer lugar, que es necesario plantearse un cambio en el sistema energético actual para eliminar la gran dependencia que éste tiene de los combustibles fósiles y los problemas que ello trae consigo: Desequilibrios. Contaminación. Agotamiento de los recursos. Existen alternativas tecnológicas disponibles para el aprovechamiento de la energía solar que pueden permitir la diversificación de las fuentes de energía. El principal inconveniente que se opone a la utilización a gran escala de estas energías renovables es de tipo económico. Sin embargo las energías renovables presentan unas ventajas que resuelven problemas del sistema energético actual: No contaminan. Son recursos inagotables. Proporcionan sistemas de desarrollo no centralizados. Concretamente la ciudad de Jaén y para el sector de edificios se ha estudiado su potencial solar, y se han obtenido una serie de recomendaciones para la introducción de las energías renovables. Entre estas recomendaciones ocupa un primer lugar, por sumar la competitividad económica a todas las demás ventajas de las energías renovables, la instalación de paneles solares para obtención de agua caliente doméstica

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Competencias desarrolladas. En este proyecto se debió haber desarrollado las siguientes competencias: Consciencia ecológica. Capacidad de empatía. Capacidad de resolver problemas de tipo ecológicos. Búsqueda de alternativas.

Bibliografía Hernandez, R. (2000 de Mayo de 03). acciona. Obtenido de https://www.acciona.com/es/energias-renovables/ Martinez, M. (2010 de 08 de 30). ujaen. Obtenido de https://www.ujaen.es/ Mendez, J. (03 de marzo de 2000). social hizo. Obtenido de https://www.socialhizo.com/ Torres, M. d. (22 de octubre de 2006). icergua. Obtenido de http://www.icergua.org/latam/pdf/ed5/ed5-03.pdf

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