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Actividad 2 - Tipos De Energías Alternativas

Estudiantes: Dayana Sirlley Tovar Porras Cod. 1.121.945.598 Geison Emidio Gutiérrez Lozano Cod. 1.122.133.131 Miguel Ángel Sánchez Cod. 1.122.141.893 Yidi Yudleidy Gutiérrez Lozano Cod. 1.122.135.451 William Alexander Sánchez Cod. 1.122.139.039

Tutor: Jaime Mauricio Cabrera

Grupo: 67

Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD) Ingeniería Ambiental Fuentes De Energías Alternativas CEAD – Acacias Octubre 18 del 2018

Estudiante: Yidi Gutiérrez Lozano Link de consulta del video: https://www.youtube.com/watch?v=sK-dnHCAIeg a. Energías renovables y los efectos climáticos e impactos ambientales. La energía solar, al igual que otras fuentes renovables contribuyen al desarrollo de energía menos perjudicial para el medio ambiente. Aunque la mayoría de las fuentes renovables de energía tienen efectos positivos y negativos en el medio ambiente la proporción en que los efectos negativos se presentan es mucho menor en comparación con los combustibles fósiles. El impacto ambiental de la energía solar es: 

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Emisiones de CO2: La generación de electricidad solar, no requiere de ningún tipo de combustión, por lo que no produce ninguna emisión de CO2, excepto en el proceso de fabricación de las células fotovoltaicas. Agua: Los sistemas solares no requieren de agua para generar electricidad, por lo que no se produce ningún tipo de alteración en los mantos acuíferos ni se genera contaminación por residuos. Tierra: Cuando se coloca el panel solar en el techo de una casa, la energía solar no tienen ningún efecto en la tierra, sin embargo las granjas solares sí requieren de grandes espacios de tierra para producir electricidad a gran escala, aunque no se presenten efectos negativos sobre la tierra, el espacio requerido impide que la tierra se utilice en otra finalidad, por esta razón la EPA está trabajando en ubicar los proyectos de energía solar en tierras contaminadas o sitios mineros. Ruido: Los sistemas fotovoltaicos son silenciosos, por lo que están libres de este tipo de contaminación. Desechos peligrosos: Los paneles fotovoltaicos pueden contener materiales peligrosos que son liberados cuando el panel se daña o se desecha de manera inadecuada. Visual: Para algunas personas los paneles solares afectan de manera positiva el paisaje natural, pero para otros los paneles solares invaden el ambiente. En gran medida es cuestión de la opinión personal. Geología: Las celdas solares son hechas con silicio, este elemento se obtiene a partir de la arena. Debido a que la arena es un material muy abundante y las cantidades que se requieren son mínimas, no se producen alteraciones topográficas o estructurales en el terreno.

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA. La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía alternativa renovable, en la que se da la transformación de los rayos solares en energía eléctrica continua por medio de paneles solares que contienen células fotovoltaicas.  ¿Cómo se produce? El proceso en el que se produce la energía solar fotovoltaica se resume en que la energía contenida en los fotones (partículas de luz) se puede convertir en electricidad. El proceso de conversión se da a través de un material semiconductor. El elemento fundamental de este proceso es la célula fotovoltaica que siempre debe estar expuesta a la luz, esta es la encargada de absorber la energía de los fotones de luz que se encargan de poner en movimiento electrones que son receptados por un campo eléctrico interno. Los electrones acumulados en la parte superficial de la celda son los que generan la corriente eléctrica continua. Posteriormente se hace uso de un inversor para transformarla en corriente alterna. Esta electricidad producida esta almacenada en baterías o es inyectada a la red.

Imagen obtenida de econologika(R)  Descripción técnica de cada parte Módulos fotovoltaicos o paneles solares: Son equipos que se emplean para receptar la energía de los rayos solares. Están conformados por una red de células solares conectadas como circuito en serie para aumentar la tensión de salida (generalmente esta oscila entre los 12V a 36V). Su promedio de vida útil a máximo rendimiento es de aproximadamente 25 años.

Célula fotovoltaica: Es un dispositivo electrónico que proporciona la transformación de la energía de la luz en corriente eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Estas células están compuestas de un material que presentan efecto fotoeléctrico que puede ser Silicio, arseniuro de Gali, telururo de cadmio o diseleniur de cobre en indio; estos absorben fotones de la luz y emiten electrones mediante el llamado efecto fotoeléctrico. El voltaje de salida de una célula fotovoltaica es bajo (0.6 V). Esta es la razón por la cual las células se colocan en series eléctricas, luego se encapsulan entre una placa de vidrio en la parte delantera y otro material a prueba de humedad en la parte posterior Regulador de carga: Es un equipo empleado para regular la corriente que absorbe la batería para que esta no sufra sobrecargas; Se coloca entre el campo fotovoltaico y el campo de baterías para que controle el flujo de energía que circula entre ambos equipos. Su función es estar controlando el flujo de energía que se inyecta a la batería; dicho control se realiza midiendo la Intensidad (I) y el Voltaje (V). Batería solar: La función de estos aparatos es almacenar la energía producida por los paneles solares durante las horas en las que estos tuvieron radiación solar para poder ser utilizada en horas donde hay baja o nula intensidad de luz solar. Una batería consta de pequeños acumuladores de 2V integrados en el mismo elemento; tiene corriente continua a 6, 12, 24 o 48V. El acumulador es la celda que almacena energía a través de un proceso electroquímico. De este modo, cuando hablamos de una batería de 12V, estamos hablando de un conjunto en serie de 6 celdas de plomo-ácido de 2V cada una. Inversor fotovoltaico: Dispositivos electrónicos que convierten la corriente continua en alterna y permiten utilizar receptores de corriente alterna en instalaciones aisladas de la red y conectar los sistemas fotovoltaicos a la red de distribución eléctrica. Se pueden distinguir entre; Inversores de conmutación natural e inversores de conmutación forzada o autoconmutados.  Mecanismos de funcionamiento La tecnología solar fotovoltaica puede ser empleada mediante: 

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Una instalación aislada: Esta es muy útil en poblaciones rurales donde es difícil la conexión a la red eléctrica o son zonas de difícil acceso. En este caso la electricidad generada es usada para el autoconsumo, suple las necesidades básicas. Para su funcionamiento será necesario instalar baterías al sistema para poder acumular esta energía generada y así poder consumirla durante la noche o días parcialmente nublados con baja frecuencia solar. Una instalación conectada a la red. En este caso la corriente eléctrica generada por una instalación fotovoltaica puede ser vertida a la red eléctrica como si fuera

una central de producción de energía eléctrica. Este tipo de instalaciones disponen de contadores para medir la energía producida y enviada a la red.  Eficiencia energética

Fuente National Renewable Energy Laboratory, NREL. En los laboratorios se lograron eficiencias de más de 45%. La gráfica muestra este proceso (fuente National Renewable Energy Laboratory, NREL). Para celdas de un elemento, William Shockley y Hans Queisser determinaron que teóricamente se puede convertir un máximo de 33.7% de la energía solar en electricidad. Para lograr más, hay que usar celdas combinadas de varias capas o de concentración. Para silicio, el elemento más usado, este limite es de 29%. Para el uso común se usan paneles de silicio por su alta fiabilidad a precios razonables. Paneles de celdas monocristalínas son las más eficientes, seguidas por las policristalinas. Mientras los mejores paneles monocristalinos superan ligeramente el 20%, la mayoría de los paneles en producción hoy captan alrededor del 16% de la energía disponible de la luz. Los paneles amorfos y otros de capa fina pocas veces superan el 10%. Para usos especiales (por ejemplo satélites y el Mars Rover) se producen módulos de arseniuro de galio (GaAs) que alcanzan una eficiencia de 30% o unir varios elementos en células fotovoltaicas multiunión, superando 45% en laboratorios l rendimiento de una instalación fotovoltaica depende de la orientación de los paneles solares y las áreas de sol en las que se encuentre. Tomado de: http://deltavolt.pe/  Costos globales

Desde el 2010 el coste de la energía solar fotovoltaica ha caído un 73% desde entonces, y lo seguirá haciendo, según un nuevo análisis de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), que considera que todas las renovables serán competitivas para el 2020. El informe destaca que: 

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Para el año 2019, los mejores proyectos eólicos terrestres y los basados en energía solar fotovoltaica estarán generando electricidad por un valor equivalente a 3 centavos/kWh, o menos. El coste global promedio de los nuevos proyectos basados en energía geotérmica completados en 2017 se estima alrededor de 7 centavos/kWh. Los precios bajos récord para la energía solar fotovoltaica en Abu Dabi, Chile, Dubai, México, Perú y Arabia Saudita han establecido el nuevo punto de referencia en 3 centavos/kWh (y menos). Los datos de proyectos y subastas sugieren que, para el 2020, todas las tecnologías de generación de energía renovable actualmente comercializadas estarán generando en un rango de 3-10 centavos/ kWh, compitiendo o estando incluso por debajo de los costes de generación con combustibles fósiles.

Referencias Bibliográficas Admin, E., Admin, E., Admin, E., Admin, E. and Admin, E. (2017). ¿Cómo se genera la energía solar fotovoltaica? [En línea] Econologika. Siaponible en: http://econologika.com/paneles-solares/como-se-genera-la-energia-solar-fotovoltaica Beltrán-Telles, Aurelio, Morera-Hernández, Mario, López-Monteagudo, Francisco Eneldo, & Villela-Varela, Rafael. (2017). Prospectiva de las energías eólica y solar fotovoltaica en la producción de energía eléctrica. CienciaUAT, 11(2), 105-117. [En línea] Disponible en: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S200778582017000100105&lng=es&tlng=es. Berrío, L., & Zuluaga, C. (2014). Smart Grid y la energía solar fotovoltaica para la generación distribuida: unarevisión en el contexto energético mundial. Ingeniería y Desarrollo, 32 (2), 369-396. [En línea] Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=85232596010 IRENA (2018), Renewable Power Generation Costs in 2017, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. [En línea] Disponible en: http://www.irena.org//media/Files/IRENA/Agency/Publication/2018/Jan/IRENA_2017_Power_Costs_2018.pdf Toledo Arias, C. and Urbina Yeregui, A. (2013). Evaluación de la energía solar fotovoltaica como solución a la dependencia energética de zonas rurales de Colombia. [En línea] Upme.gov.co. Disponible en: http://www.upme.gov.co:81/sgic/sites/default/files/18-2013Evaluacin_de_la_energa_solar_fotovoltaica_como_solucin_a_la_dependencia_energtica_ de_zonas_rurales_de_Colombia.pdf

Estudiante: William Alexander Sánchez Link de consulta del video: https://youtu.be/sPuoxNR4wj4 ENERGÍA A PARTIR DE BIOMASA ¿Cómo se produce la energía? Para producir energía biomasa es necesaria la combustión de diversos materiales que abarcan desde la leña, hasta los combustibles biológicos modernos muy complejos producidos a partir de biomasa cultivada con este fin. Los desechos agrícolas (Residuos de origen animal) también se pueden considerar combustibles de biomasa, esta energía se produce de dos tipos : Natural: Es aquella que abarca los bosques, arboles, matorrales, plantas de cultivo entre otros, las explotaciones forestales producen una serie de residuos o subproductos, con un alto poder energético, que no sirve para fabricación de muebles ni papel, como son las hojas y ramas pequeñas, y que se pueden aprovechar como fuente energética. Residual: Es aquella que corresponde a los residuos de paja, serrín, estiércol, el aprovechamiento energético de la biomasa residual supone la obtención de energía a partir de los residuos de madera y los residuos agrícolas (paja, cascaras , Huesos)  Como producir energía con la biomasa: 

Uso eléctrico de la biomasa: La obtención de energía eléctrica a través de la quema de biomasa sólida se realiza generalmente a gran escala. Esto es debido principalmente a que las instalaciones necesarias requieren una gran inversión económica. Además, los rendimientos globales obtenidos son mayor cuanto mayor sea la potencia generada. Se quema la biomasa en una caldera, dicha combustión calienta el agua que circula por las tuberías de las paredes de la caldera y se convierte en vapor. El vapor mueve una turbina conectada a un generador que produce electricidad.

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Uso térmico de la biomasa: La obtención de energía térmica a través de la quema de biomasa sólida se realiza con diferentes propósitos. Las aplicaciones térmicas con producción de calor y agua caliente sanitaria son las más comunes dentro del sector de la biomasa, aunque también es posible la producción de frío, esta última opción es más excepcional. Las aplicaciones térmicas más comunes de la biomasa son: instalaciones industriales, instalaciones del sector doméstico y de servicios con elevada centralización.

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Caldera de Biomasa: Utilizan como fuente de energía combustibles naturales como la madera, residuos forestales, cascaras y entre otros para generar calefacción, las calderas de biomasa queman el combustible generando una

llama horizontal que entra en la caldera, el calor que se genera durante esta combustión es transmitido al circuito de agua en el intercambio incorporado. Tipos de calderas: 

Calderas convencionales adaptadas para biomasa: Utilizan combustibles combinados.

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Calderas estándar de biomasa: Se utilizan solo para uso doméstico y pueden utilizar pellet o materiales que no producen mucha ceniza.

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Calderas Mixtas: Permiten el uso alternativo de dos combustibles en función de las necesidades de cada situación y precisan un almacenamiento y un sistema de alimentación de la caldera para cada combustible

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Caldera a condensación: utilizan solo el pellet.

Ventajas de la energía procedente de la biomasa: 

Fuente de energía renovable: En todo el planeta existe la posibilidad de acceder a fuentes de biomasa tales como restos de cosecha, estiércol y basura orgánica

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Neutral respecto a emisiones de carbono: La biomasa entra de lleno en el ciclo del carbono. El carbono de la atmósfera es captado por las plantas durante la fotosíntesis y pasa a formar parte de sus estructuras. Cuando la planta muere o es quemada, ese carbono retorna a la atmósfera. Puesto que es un ciclo, los siguientes cultivos absorben el carbono una y otra vez, por lo que se mantiene un equilibrio entre la cantidad de carbono que el combustible de la biomasa libera a la atmósfera y la cantidad que las plantas extraen de ella. Por este motivo, los combustibles procedentes de la biomasa no contribuyen al calentamiento global, y tienen la consideración de combustibles limpios.

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Minimo precio: El aprovechamiento de la energía contenida en la biomasa resulta muy económico comparado con el petróleo o el carbón. Suele costar alrededor de un tercio de los combustibles fósiles para obtener el mismo resultado. Esto significa que si tu calefacción dependiera de biomasa, podrías ahorrar todos los años un tercio del coste de calentarla con gasoil, lo que supone un gran ahorro.

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La biomasa es abundante: La biomasa está disponible en grandes cantidades por todo el mundo. Por lo tanto, en general no son necesarias grandes infraestructuras de transporte para llevarlas a su punto de destino.

Desventaja de la biomasa 

Puede ser cara: En ciertas zonas y en ciertas condiciones, la extracción de biomasa puede ser cara. Esto además suele ocurrir en proyectos de aprovechamiento que impliquen recolección, procesado y almacenamiento de algunos tipos de biomasa.

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Requiere Espacio: Se necesitan grandes áreas para los diferentes procesos destinados a la obtención de energía de la biomasa. También las zonas de almacenamiento pueden ser particularmente extensas.

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Aspectos Medioambientales: En ocasiones se destinan a la obtención de biomasa amplias zonas forestales o selvícolas, destruyendo hábitats de gran valor ecológico y provocando la desaparición o el movimiento de especies animales al destruir sus refugios y fuentes de alimento.

Referencias Bibliográficas eba. (2018 de 09 de 15). estructuras bioclimaticas avanzadas S.L. Obtenido de estructuras bioclimaticas avanzadas S.L: http://ebasl.es/producir-energia-con-labiomasa/ energia, D. l. (2018 de 10 de 18). Descubre La Energia. Obtenido de Descubre La Energia: https://descubrelaenergia.fundaciondescubre.es/las-fuentes/de-biomasa/

Estudiante: Miguel Ángel Sánchez Link de consulta del video: https://youtu.be/Bu-5HMF1cY8 b. Propuestas sobre cómo se podrían integrar las energías alternativas en los sistemas de energía eléctrica presentes en la actualidad. Según la Unidad de Planeación Minero Energética UPME (2015) el 81% del total de la energía consumida proviene de fuentes fósiles y tan solo un 19% de fuentes renovables. Por eso, en las últimas décadas se ha desarrollado tecnología para la transformación y uso de la energía hidráulica, eólica, solar, geotérmica y de las biomasas, ya implementado por varios países como China, Estados Unidos, Brasil, entre otros. Según la UPME (2015) un instrumento utilizado para propiciar la participación de las renovables es el mecanismo de Feed-In Tariffs (FIT) o Tarifas Garantizadas, instrumento que consiste en establecer precios fijos de compra de la energía renovable por contratos generalmente de 20 años (Teniendo gran éxito en Alemania). Las tarifas dan tres beneficios financieros: 1. Un pago por toda la electricidad que produce, incluso si la utiliza usted mismo. 2. Bonos adicionales por la electricidad que exporta a la red. 3. Una reducción en su factura de electricidad estándar, por el uso de energía que usted mismo produce. Para el caso de Colombia la UPME menciona que para procurar la integración de las Fuentes no Convencionales de Energía Renovable (FNCER) al Sistema energético nacional colombiano debe estar fundamentada en el marco legal normativo, el cual es: Ley o Decreto

Descripción

Ley 142 y 143 de 1994

Ley de Servicios públicos domiciliarios y ley de energía eléctrica

Ley 1665 de 2013

Aprobación del estatuto de la Agencia Internacional de Energía Renovable – IRENA

Ley 1715 de 2014

Regula la integración de las energías renovables no convencionales al Sistema Energético Nacional.

Teniendo claro la parte legal se menciona que tal estrategia es influir de manera positiva en las acciones y decisiones que el gobierno, empresas, agentes y

personas del común ejecuten en adelante, apoyando, promoviendo y gestionando proyectos con FNCER. Esto se logra a través de: La integración de proyectos de generación y cogeneración para la entrega de energía eléctrica proveniente de los nichos de oportunidad. Fomentar la participación de las FNCER en otros usos energéticos no eléctricos, que desplacen el consumo de combustibles fósiles. Energía Solar: En Colombia se podría generar en mayor escala en las zonas del Magdalena, La Guajira, San Andrés y Providencia. Energía Eólica: La energía eólica puede transformarse principalmente en energía eléctrica por medio de aerogeneradores. En Colombia la zona norte cuenta con las mejores potencialidades para generar este recurso. Energía Hidráulica: Para generar este tipo de energía se deben construir represas, que pueden incluir la desviación del curso de ríos, inundación de tierras arables y el desplazamiento de personas. Energía de los Océanos: Colombia, según el UPME, tiene un potencial estimado en los 3000 Km de costas colombianas de 30 GW. Energía Geotérmica: El Atlas Geotérmico de Colombia destaca como zonas de mayor potencialidad los volcanes Chiles - Cerro negro, el volcán Azufral en el departamento de Nariño, El Parque Nacional de los Nevados y el Área Geotérmica de Paipa - Iza Boyacá.

FUENTE DE ENERGÍA OCEÁNICA

Mareomotriz

Olas

Corrientes Marinas

Gradiente Térmico

MAREOMOTRIZ Las centrales mareomotrices producen energía eléctrica a partir del desnivel creado por las mareas. Este tipo de central utiliza la energía potencial gravitatoria del agua de forma análoga a una central hidráulica convirtiendo el salto entre la superficie del agua represada y la turbina, en carga cinética y de presión, que hace girar a las turbinas y genera energía eléctrica. ANTECEDENTES Los primeros molinos de marea aparecieron en Francia, el francés Beliodor fue el primero que estudió el problema del aprovechamiento de la energía de las mareas (en un proyecto de las islas de Chausey) e ideó un sistema que permitía un aprovechamiento continuo de dicha energía. Estados unidos y Canadá se interesaron en estudiar las posibilidades de emplear la energía de las mareas para la producción de energía eléctrica implantando una central mareomotriz en la frontera de ambos países, más específicamente en la bahía de Fundy, Río Annápolis. VENTAJAS    

Tienen las características principales de cualquier central hidroeléctrica convencional. Tienen un costo de mantenimiento bajo y con una vida útil prácticamente ilimitada. Es autorrenovable, no contaminante, silenciosa, la marea es de bajo coste. Funciona en cualquier clima y época del año y no presenta problemas de sequía como la hidráulica.

DESVENTAJAS    

Alta inversión inicial. Alto coste y tiempo de construcción excesivamente largo. Pueden causar posibles cambios en el ecosistema del estuario. Los cambios Hidrodinámicos pueden influir en la calidad del agua y en el movimiento y composición de los sedimentos del fondo

SE DEBE TENER EN CUENTA QUE: El tiempo que transcurre entre dos pleamares consecutivas es de 12 horas 25 minutos, de modo que entre marea y marea pasan 24 horas 50 minutos. Gracias a la rotación de la tierra se obtienen en cada punto del océano, cada día, dos pleamares y dos bajamares, lo que se conoce como marea de tipo semi-diurno. Cuando el sol, la luna y la Tierra están alineados, las mareas son mayores, y se conocen como mareas vivas; si estos astros forman un ángulo de 90° las mareas son más reducidas y se conocen como mareas muertas. Las mayores mareas se registran en el océano atlántico donde han alcanzado una amplitud de hasta 14 m.

APROVECHAMIENTO DE LAS OLAS En el mundo existen unas 1500 patentes sobre dispositivos de aprovechamiento de la energía de las olas y muy pocos de ellos han tenido éxito, pues existe una cierta desconfianza en la tecnología de extracción de energía de las olas del mar ya que estos dispositivos han fracasado por las tormentas, el alejamiento de las zonas extractoras de energía de las costa, la corrosión del mar y el impacto ambiental que pueden provocar las centrales.    

Las olas se trasladan a distancias considerables sin pérdida significativa de energía. Las olas contienen 1000 veces más energía que la eólica. El impacto visual de los aparatos de aprovechamiento de la energía de las olas es menor que el de los eólicos. La energía de las olas es más continua.

Existe en todo el mundo zonas con una altísima energía de las olas. Las zonas de más energía son las costas oeste de Escocia, Norte de Canadá, Sudáfrica, Australia y las costas noreste y noroeste de Estados Unidos. En el noroeste del pacífico cabe esperar de 40 a 70 kW por metro lineal de costa y como la cosa oeste de Estados Unidos es de 1800 km (1000 millas), esto proporcionaría un máximo de potencia comprendida entre 40 x 1800 = 7200 MW y 70 x 1800 = 126000 MW. El total mundial de potencia oleo motriz es sobre 400 MW. ANÁLISIS DE LOS DATOS Dando a entender el gran tamaño de las costas que poseen estos países que reciben esta gran fuerza marítima generando 40 a 70 kW por metro lineal de costa podemos darnos cuenta que la viabilidad de estos proyectos son totalmente exitosos porque en un solo día puede generar cientos de millones de KW que pueden abastecer cientos de mega ciudades. Se analiza que las unidades situadas en la costa no presentan dificultades para el transporte de energía, esto depende de la ubicación de la costa, pues la costa oeste de estaos unidos es inmensamente grande y pueden generar aproximadamente 126000 MW que serían 126000000 kW, entonces si una bombilla incandescente consume 40W se puede comparar y analizar que son cientos de millones de bombillas que pueden ser alimentadas por esta fuente de energía. CORRIENTES MARINAS En Europa se han identificado más de 100 lugares con corrientes marinas importantes. El potencial energético se estima en 48 TW/a, equivalentes a una potencia instalada de 12,5 GW con los factores de capacidad esperados.

Técnicas de captación: Las técnicas de extracción son similares a las que se utilizan con las turbinas eólicas, empleando en este caso instalaciones submarinas.

VENTAJAS   

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Posibilidad de predecir su disponibilidad. Factores de capacidad del 40 al 60% (el doble del de otras fuentes renovables intermitentes). Impacto medioambiental mínimo; no producen contaminación visual, polución o ruido ya que sus rotores son lo suficientemente lentos, no afectando a la vida marina. Las condiciones bajo el mar durante una tormenta son relativamente benignas; se puede decir que está tecnología es inmune a las tormentas, al contrario que los sistemas situados en la costa o los que aprovechan la energía de las olas.

COSTO GLOBAL El costo actual calculado con esta tecnología es de 10 céntimos de euro/kW, similar al de un generador eólico. TÉRMICO GRADIENTE La radiación solar produce un gran calentamiento de las superficies marinas ecuatoriales, las cuales llegan a alcanzar temperaturas de aproximadamente 28ºC. Esto da lugar a que el agua almacene una importante cantidad de energía calorífica. Para el aprovechamiento de la energía maremotérmica se requiere que el gradiente térmico sea de al menos 20ºC. Existen básicamente tres tipos de sistemas para el aprovechamiento de esta fuente de energía: • Sistemas de ciclo abierto: se usa el agua caliente de la superficie del océano como fluido de trabajo para accionar la turbina. • Sistemas de ciclo cerrado: el calor se transfiere desde el agua caliente procedente de la superficie del mar a un fluido de trabajo de bajo punto de ebullición • Sistemas de ciclo híbrido: combinan las características de los sistemas de ciclo abierto y de ciclo cerrado como medio de optimizar su funcionamiento. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Creus, A. (2009). Energías renovables (2a. ed.). Recuperado dehttp://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=249&docI D=11002564&tm=1479832369247 Gonzales Estrada, T., & Valencia Marín, J. A. (2015). Integración de las Energías no Renovables en Colombia. upme. Bogotá: La Imprenta Editores S.A.

Estudiante: Geison Emidio Gutiérrez Lozano Link de consulta del video: https://youtu.be/9OoHqn8bkEM. c. Si se habla de generación de energía usando fuentes alternativas, también sería conveniente pensar en formas de almacenamiento de la misma, para así garantizar suministro de energía en cualquier momento, relacione las formas de almacenamiento que usted propone. La energía geotérmica forma parte del modelo energético sostenible al ser una fuente renovable de energía. Actualmente la energía geotérmica es utilizada en intercambiadores subterráneos compuestos por grandes redes de tuberías utilizando la energía interna del terreno. Los usos actuales de esta energía son: calefacción, agua caliente sanitaria y como fuente de energía de apoyo en sistemas solares. Además, se han desarrollado sistemas basados en grandes depósitos de agua o acuíferos que realizan acumulación estacional de energía. La energía solar excedente en verano es acumulada para su posterior uso en invierno. Para que el calor acumulado no se pierda a lo largo de un año, el sistema debe estar fuertemente aislado o tener una gran inercia térmica. Con objeto de reducir los costes de una instalación de acumulación estacional de energía, los sistemas actuales se diseñan con espesores del orden de medio metro de aislamiento. Se propone un sistema de acumulación estacional basado en el terreno que está cubierto por una edificación y aislado superficialmente del exterior. Al igual que las variaciones anuales de radiación solar y temperatura exterior crean un perfil no estacionario de temperatura en el terreno, se propone un sistema que permite mediante aislamiento nocturno y mayor captación solar modificar los perfiles naturales del terreno. De esta manera y con una específica adecuación de la edificación al medio externo, el terreno cubierto por la edificación constituye un perfecto acumulador para cubrir las necesidades de calefacción y refrigeración a lo largo del año. El objetivo es estudiar la viabilidad energética de este sistema de muy bajo coste. Se estudia un modelo unidimensional y bidimensional de simulación para analizar la viabilidad de dicho sistema. Además, se presentan resultados de simulación a periodos largos de 3-5 años en los que se alcanza un régimen casi estacionario dando los criterios de diseño basados en el proyecto de edificación y su ubicación en un terreno y un clima dado.

ENERGÍA GEOTÉRMICA  ¿Cómo se produce? Este tipo de energía se basa en los principios de la energía geotérmica, o en la explotación calor natural de la tierra, Este calor es liberado naturalmente por los procesos de descomposición nuclear de los elementos radiactivos dentro del núcleo, el manto y la corteza terrestre. Algunos de estos elementos son uranio, torio y potasio que están genuinamente contenidos en las áreas más internas de nuestro planeta.  Descripción técnica Se define como energía geotérmica a la energía almacenada en forma de calor por debajo de la superficie sólida de la Tierra. Los orígenes del calor interno de la Tierra se encuentran en los siguientes fenómenos:    

Desintegración de isótopos radiactivos presentes en la corteza y en el manto. Calor inicial que se liberó durante la formación del planeta. Movimientos diferenciales entre las diferentes capas que constituyen la Tierra, principalmente entre manto y núcleo. Cristalización del núcleo. El núcleo externo (líquido) está cristalizando continuamente, y en la zona de transición con el núcleo interno (sólido) se libera calor.

Las grandes diferencias de temperatura entre la superficie de la Tierra y las existentes en su interior originan un flujo continuo de calor hacia la superficie, estimándose que la energía que llega cada segundo a la superficie terrestre, en forma de calor, por conducción, convección y radiación, es de 42 x 1012 J.  Mecanismos de funcionamiento El funcionamiento de una central geotérmica o geotermoeléctrica se basa en la compleja operación de un sistema campo-planta. El campo geotérmico es una extensión de tierra con un mayor gradiente (temperatura) que lo normal. También se conoce como área con calentamiento anómalo, cuya fuente de calor es un acuífero confinado (depósito de agua) almacenado y limitado por una capa sello, impermeable, que conserva el calor y presión, formando lo que se conoce como reservorio geotérmico. Este yacimiento de agua almacenado y calentado de forma natural en el subsuelo por una fuente de calor no muy profunda denominada cámara magmática, usualmente está relacionado con la actividad volcánica. La alta presión que alcanzan estos reservorios (yacimientos de agua y vapor presurizado) muchas veces rompe los

estratos rocosos o utilizan las fallas geológicas existentes y salen a la superficie en forma de fumarolas, manantiales de agua caliente, ausoles o geyser. En el campo geotérmico es el sitio donde se ubican los pozos geotérmicos que desde la superficie conectan con el reservorio y es a través de éstos que se extrae el vapor que mediante una red de tuberías denominado sistema de acarreo, se conduce hacia la central generadora, donde la energía calorífica del vapor se convierte en energía mecánica y posteriormente en energía eléctrica.  Proceso de Generación El proceso inicia con la extracción de una mezcla de vapor y agua geotérmica desde del reservorio geotérmico a través de los pozos productores, ya en la superficie, se separan el vapor del agua geotérmica utilizando un equipo llamado separador ciclónico. Una vez separados, el agua se reinyecta nuevamente al subsuelo, mientras que el vapor ―agua en estado gaseoso― ya seco es conducido hasta la central generadora. En la central geotérmica, la fuerza o energía del vapor activa la turbina cuyo rotor gira a unas 3 mil 600 revoluciones por minuto, que a su vez activa el generador, donde el roce con el campo electromagnético transforma la energía mecánica en energía eléctrica. Del generador salen 13 mil 800 voltios, que se transfieren a los transformadores que los convierte en 115 mil voltios, que son inyectados a las líneas de alta potencia para ser entregados a las subestaciones y de ahí hacia los hogares, fabricas, escuelas y hospitales, entre otros.

El vapor geotérmico, después de haber hecho girar la turbina, es condensado ―convertido en agua― y reinyectado al subsuelo, donde mediante un proceso de tipo reciclable el agua se puede volver a calentar, convertirse en vapor que puede extraerse nuevamente para volver a impulsar una turbina. De esta forma la

geotermia se convierte en una fuente de generación de energía eléctrica limpia, cíclica, renovable y sostenible, ya que con la reinyección se logra recargar el recurso, alargando su vida útil o productiva a través de un aprovechamiento sostenible de la fuente. La energía geotérmica es reconocida a nivel mundial como fuente de generación de electricidad amigable con el medio ambiente debido a que no produce gases tóxicos ni causantes de efecto invernadero, el uso de áreas de suelo no es extenso y con un manejo adecuado sus implicaciones ambientales son mínimas y fáciles de prevenir o mitigar.  Eficiencia energética La energía geotérmica es el "sistema más eficiente del mundo, por que consume la mitad de energía que una convencional pero su eficiencia es el doble y es el que menos CO2 emite a la atmósfera". Se trata de energía almacenada en el interior de la tierra que proviene de la radiación interior del núcleo, por lo que se accede a ella a través de unos intercambiadores geotérmicos a unos 100 metros de profundidad mediante un tubo de agua que circula hasta la superficie, recogiendo ese calor de la tierra. Se afirma que, a diferencia de los sistemas tradicionales, la bomba de calor que se usa con este mecanismo no necesita realizar variaciones tan grandes de temperatura ya que, a esas profundidades, se mantiene a 18 grados. Sin embargo, en los sistemas tradicionales, al poseer una bomba de calor externa, la energía que gasta es muy superior ya que la variación de temperatura también es mayor.  Costos globales Los bajos costos que tendría la generación de energía geotérmica, mencionando los resultados del informe “Rethinking Energy (Repensando la Energía), de la Agencia Internacional de Energías Renovables (Irena) donde se indica que los promedios de costos nivelados para esta fuente energética serían de 10 centavos de dólar por KWh, en comparación a los 14 centavos de dólar que registra el carbón y los 15 centavos de dólar del GNL. TABLA 1 Costes de capital de una planta geotérmica. Tamaño De La Planta

Coste

Recursos De Alta Calidad (Euros)

Recursos De Media Calidad (Euros)

Plantas pequeñas (