ahorro y produccion de energia electrica Israel Balderas

Nombre:

Israel Balderas Ramos

Carrera:

Ingeniería Electrónica

Materia:

Fundamentos de la Investigación

Clave:

1e5

Unidad 4:

Gestión de la información para la investigación documental

Maestro:

Elda Rosario Ruiz

Fecha:

27 de noviembre del 2015

Fundamentos de la investigación

INDICE

INTRODUCCION------------------------------------------------------------------------------pag.-3

PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA------------------------------------------------------pag.-4

JUSTIFICACION DE PROBLEMA--------------------------------------------------------pag.-5

OBJETIVO GENERAL------------------------------------------------------------------------pag.-6

OBJETIVOS ESPECÍFICOS----------------------------------------------------------------pag.-6

Capitulo: 11.1. POR QUÉ GENERAR ELECTRICIDAD EN CASA--------------------------pag.-7

1.2. AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL HOGAR-------------------pag.-10

Capitulo: 22. ENERGÍAS RENOVABLES PARA GENERACIÓN DE ELECTRICIDA—pag.-12

2.1. GENERACIÓN DE ENERGÍA ATREVES DE BIOMASA--------------------pag.-13

2.2. ¿QUE ES LA BIOMASA?------------------------------------------------------------pag.-14

2.3. LA BIOMASA COMO FUENTE ENERGÉTICA--------------------------------pag.-15

Capitulo: 33. ENERGÍA SOLAR------------------------------------------------------------------------pag.-16

3.1 ¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES USOS DE LA

ENERGÍA SOLAR?-------------------------------------------------------------------------pag.-17

3.2 ¿CÓMO FUNCIONA LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA?--------------------pag.-18

3.3 ENERGÍA SOLAR TÉRMICA--------------------------------------------------------pag.-19

3.4 ¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE APROVECHAMIENTO

DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA?-------------------------------------------------pag.-20

3.5 SISTEMAS TERMOSIFÓN----------------------------------------------------------pag.-21

Israel Balderas Ramos Página 1


Capitulo: 44. ENERGÍA EÓLICA-----------------------------------------------------------------------pag.-22

4.1 ¿CÓMO SE CARACTERIZA EL POTENCIAL

EÓLICO DE UNA ZONA?-----------------------------------------------------------------pag.-22

4.2 ¿CÓMO SE PUEDE APROVECHAR LA ENERGÍA EÓLICA?—----------pag.-23

4.3 ¿CUÁLES SON LAS ÚLTIMAS TENDENCIAS

EN ENERGÍA EÓLICA?-------------------------------------------------------------------pag.-24

4.4 ¿CÓMO AFECTA LA ENERGÍA EÓLICA AL MEDIOAMBIENTE?—-----pag.-25

CONCLUSIÓN--------------------------------------------------------------------------------pag.-26

OPINIÓN PERSONAL----------------------------------------------------------------------pag.-27

BIBLIOGRAFÍA-------------------------------------------------------------------------------pag.-28



INTRODUCCION El termino energía proviene de la palabra griega que significa actividad u operación y está relacionado con la palabra griega que significa fuerza de acción o la fuerza que se realiza al trabajar. El termino energía tiene diversas acepciones y definiciones relacionadas con la capacidad para obrar transformar o poner en movimiento en física energía se define como la capacidad para realizar un trabajo la energía también se define como la una magnitud física que se presenta en diversas formas la energía está involucrada en todos los procesos de cambio de estado se transforma se transmite y se conserva.

Todo cuerpo es capaz de poseer energía gracias a su movimiento a su composición química a su posición a su temperatura a su masa y a otras propiedades.

Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor pero el calor no puede transformarse íntegramente en otro tipo de energía se dice entonces que el calor el agua del viento y los elementos artificiales.

Cita aclaratoria.- “la redacción del trabajo fue estructurada para la generalidad del uso industrial ya que en la sociedad es tan indispensable la energía eléctrica para todo los ámbitos, uno de los factores es su creación y sus usos particulares basados en analogías y documentos patentados.”12

1

2 (http://www.academia.edu/11022057/30._INGENIERIA_Y_SOCIEDAD_INGENIEROS_DE_NUESTRO_TIEMPO)



PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA

La energía es uno de los factores indispensables en nuestra vida cotidiana en nuestro alrededor las casas se hacen sustentables en los ámbitos de la energía las empresas hoy en día están siendo desplazadas ya que la energía de los recursos naturales se ha dado un realce en las ventas para la adquirir los servicio ya que no contamina esa energía ya que se retomara y observaremos sus realces estructurales.

Otro punto importante es que nuestro ecosistema es uno de los más afectados en el mundo de la energía, pues al haber industrias alrededor de la misma y al necesitar espacio para que prospere, el ecosistema es agravado considerablemente ya que los efectos colaterales.

La innovación de las energías a acrecentado la mayor de las ventajas tanto económicamente como la ayuda del ambiente porque cada una de las energías son factores indispensable en cada de las regiones se cuenta una subestación en nuestros alrededores para poder desarrollar la energía nuclear cada una de ellas son indispensables.

La mayoría de las energías renovables son innovadas cada día mas para su mejor uso social y ambiental la frecuencia de cada uno de los factores de la sustentabilidad para cada una de hechas ya que la energía da de que hablar cada año es lo más importante en todas las vidas.



JUSTIFICACION DE PROBLEMA

Hoy en la actualidad la manifestación de la energías renovables se manejado de diferentes tipos las innovaciones en la zona industrial y social tanto como las máquinas y las cosas pequeñas tales como calculadores celulares no solo se puede utilizar en la alimentación de los aparatos electrónicos hoy en día hay regaderas eléctricas su uso comercial se ha disparado para ahorrar el gas natural tanto como en la sociedad los podemos ocupar al uso de las invenciones creativas.

La caracterización de las explotaciones de las energías se ha ocupado de una manera equivocada la información ocupada para este documento se darán consejos para tener la mayor eficacia de la energía las innovación de hecha se han mantenido a flote de las ganancias industriales ya que las regiones deciden el uso de cada uno de hechas.

Las energías renovables dentro de un contexto natural, son energías que posibilitan su utilización durante un largo periodo de tiempo, que permanecen en una construcción cíclica de sí mismas, y que posibilitan el uso adecuado de los recursos naturales, entre las más importantes podemos encontrar la energía eólica, marina, solar, entre otras.

Podemos decir que estas energías son la razón fundamental que nos permitirá vivir más o menos tiempo en este planeta, pues si los recursos naturales se acaban habrá una fuerte demanda de energía dentro del planeta entero, pues en la actualidad son el carbón y el petróleo las energías mayormente utilizadas, pero si ponemos en práctica las millones de fuentes de energía renovables que existen en el planeta podemos evitar este deterioro continuo de las pocas fuentes de energía no renovable que quedan, además evitaremos una crisis mundial, apagones y grandes emisiones de dióxido de carbono a causa de la contaminación global.



OBJETIVO GENERAL

Los avances de la energía no afecta no solo al ser humano, sino también al

ecosistema, al haber nuevas empresas en el país o en cualquier región buscan

lugares donde establecer las nuevas industrias para la satisfacción de la energía.

Se está haciendo conciencia a la gente de que las energías renovables tienen

como fin ayudar al ser humano y resolver el efecto invernadero, porque está

mejorando la humanidad de manera que empiezan a ser más autómatas.

También se tocaran los temas sobre el avance de los sistemas autómatas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Ver los perjuicios de la energía

Los avances de las energía renovables

Como afectan generar las energías renovables

Creación de equipos con bajo consumo de energía



Capitulo: 1

1.1. POR QUÉ GENERAR ELECTRICIDAD EN CASA

Cuando vivimos en una ciudad, disponer de electricidad es un servicio que damos por supuesto. Pero fuera de los núcleos urbanos éste es un lujo que no siempre está disponible. No hace falta vivir en un lugar aislado de la civilización para experimentar lo que es la falta de electricidad. Una vivienda un poco alejada de una urbanización normal puede experimentar el problema de no tener conexión a la red. En España, cuando la conexión a la red nacional está a tan sólo unos metros de la casa, la compañía eléctrica obliga al propietario a pagar de su bolsillo acercarle la red hasta su casa. Esto puede significar varios miles de euros, con lo cual muchos se deciden por utilizar un grupo electrógeno en lugar de utilizar la red eléctrica.

También se da el caso de explotaciones agropecuarias, granjas, hoteles rurales, huertas, cultivos y otro sinfín de ejemplos en los que la red está demasiado lejos o resulta demasiada cara para los propietarios. Pero existen alternativas al gasóleo. Alternativas renovables, no contaminantes, inagotables y más económicas.3

La creación de un sistema de energía solar domiciliario es un emprendimiento que ofrece ventajas de diversa índole, pero que requiere, asimismo, del análisis previo de varios factores.* En primer lugar es fundamental determinar si la casa en cuestión recibe suficiente cantidad de luz solar, elemento indispensable para asegurar la viabilidad del proyecto. Además es necesario calcular los costes de la instalación y la cantidad de dinero que esta inversión ahorraría a lo largo del tiempo. Google ha evaluado el interés de los usuarios en las viviendas sostenibles alimentadas por energía solar, registrando un enorme volumen de búsquedas relacionadas a este tema. Es por eso que la compañía ha presentado un novedoso programa que estudia cada edificación de modo individual, ayudando a resolver todas las dudas ante la decisión de optar por esta alternativa.

Project Sunroof de Google es una innovadora propuesta que espera transformarse en una herramienta de gran utilidad para el aprovechamiento de la energía solar. Este servicio ofrece mostrar de manera personalizada los beneficios de la instalación de paneles solares en las azoteas, promoviendo el uso de recursos limpios y renovables, como también el ahorro de dinero destinado al abastecimiento eléctrico.

3 (http://www.lacasasostenible.com/produccion-electricidad.html)



Debido al desarrollo de este tipo de dispositivos de captación energética, ha comenzado a resultar más asequible durante los últimos años, el número de propietarios interesados en implementarlos en sus hogares ha aumentado.

Es por ello que Google lanza este proyecto con el objetivo de contribuir para que esta solución resulte más accesible a una gran cantidad de usuarios.

Aunque de momento el servicio solo se encuentra disponible en una pequeña cantidad de áreas urbanas de Estados Unidos, se espera que sus beneficios alcancen gran presencia en el país y se extiendan globalmente.

Combinando la información de Google Maps con otras bases de datos, Project Sunroof permite calcular el plan más conveniente para cada vivienda, ya que es capaz de realizar un análisis específico de cada tejado. La herramienta logra determinar con precisión la cantidad de luz solar que recibe una azotea a lo largo de un año. Para esto considera varios factores, tales como las diferentes posiciones del sol durante doce meses, las sombras proyectadas por árboles y construcciones cercanas y el registro histórico de temperaturas y nubes que pueden afectar la producción de energía solar. Project Sunroof recomienda una instalación capaz de generar cerca del 100% del consumo eléctrico, basándose en el tamaño del tejado, la cantidad de luz recibida y el coste de la factura de electricidad. Además, esta herramienta se encarga de brindar los datos necesarios para escoger la mejor manera de afrontar los gastos del proyecto, ofreciendo información sobre créditos, impuestos e incentivos estatales. Project Sunroof también oficia de nexo entre los usuarios y las empresas proveedoras de placas solares de la zona, siempre que el cliente así lo desee. Una excelente iniciativa de Google que seguramente será recibida con beneplácito cuando trascienda las fronteras de Estados Unidos y se encuentre disponible en todo el mundo.4

*Cita corta: “Las lámparas fluorescente consume 75% de energía menos que una incandescente y dura hasta 10 veces más; así pues, aunque más cara en la compra es mucho más económica en función de lo que ahorra”5

Las fuentes de energías renovables son aquellas que se consideran inagotables, bien por la gran cantidad de energía que contienen o bien porque son capaces de regenerarse por medios naturales en un tiempo relativamente corto. Las

4 (http://www.mienergiagratis.com/noticias/project-sunroof-de-google-calcula-cuanta-energia-generaria-la-instalacion-de-paneles-solares-en-tu-tejado.html)5 (http://www.conuee.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalContent/7364/1/hogar.pdf)



principales ventajas del aprovechamiento de este tipo de fuentes se pueden resumir en:

* Se producen de forma continua y son inagotables a escala temporal humana

* Su impacto ambiental es mínimo pues su uso no produce residuos de difícil tratamiento y las emisiones de gases de efecto invernadero son neutras.

* Son fuentes autóctonas. Existen, de una forma u otra repartidas por la geografía mundial, lo que favorece reducir la dependencia energética de unos países respecto a otros.

* Generan empleo, la Asociación de Productores de Energías Renovables (APPA) estima que son capaces de crear cinco veces más puestos de trabajo que las convencionales.

* Diversifican las estructuras energéticas de los países, generalmente dominadas por los combustibles convencionales

Las distintas formas de aprovechar la energía de recursos naturales como el sol, el viento, el agua o la materia orgánica, ha llevado a clasificar las energías renovables en diferentes tipos.

1.2AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL HOGAR



Una parte significativa de las emisiones de gases de efecto de invernadero de México resulta de la transformación de combustibles fósiles, en electricidad, alcanzando el 75% del total de la electricidad generada (CFE 2006a).

Esto se evidencia aún más en el contexto de América Latina, donde México resalta como el que más gases de efecto invernadero emite para generar electricidad un menor impacto al medio ambiente. De manera simple, referiremos tres casos donde se pueden tener ahorros significativos de energía: el refrigerador, la lámpara ahorradora y la envolvente de la casa. El refrigerador nos da muchos servicios básicos en el hogar: permite, por ejemplo, conservar alimentos por períodos largos y tener bebidas frías; llega a ser el equipo que consume la mayor fracción de la electricidad de un hogar (más del 30%).

Si el aparato tiene más de diez años de haber sido comprado, puede consumir hasta 1200 kWh/año. Sin embargo, es uno de los equipos en los que más se puede ahorrar energía, en la medida en que el consumo unitario de los refrigeradores nuevos en México se ha reducido drásticamente en los últimos quince años.

Así, un refrigerador de cerca de 15 pies cúbicos salido al mercado en 1993 consumía cerca de 1 100 kWh al año, mientras que uno del año 2003 del mismo tamaño consumía menos de 400 kWh al año. Sustituir un refrigerador viejo por uno nuevo puede significar un ahorro de más de 600 KW/h al año y, a lo largo de sus quince años de servicio, de cerca de 10 000 KW/h; así, cambiar el refrigerador viejo puede significar dejar de emitir diez toneladas de CO en 15 años.6

Cita corta: “En México, el sector de procesos industriales, el de combustión y el de transporte, contribuyeron con más del 50% de las emisiones de gases de efecto invernadero”7

La aplicación de medidas de ahorro, algunas de gran simplicidad, además de traducirse en importantes ahorros en el consumo, evita la emisión de millones de toneladas de contaminantes a la atmósfera.

Dejar las luces encendidas innecesariamente; mantener televisores o radios prendidos sin que nadie les preste atención; comprar productos cuyos envases o

6 (Rodríguez)7 (http://www.inecc.gob.mx/descargas/cclimatico/inegei_res_ejecutivo.pdf)



empaques se van rápidamente a la basura, a pesar de que su fabricación supuso un alto costo de electricidad, son sólo algunos ejemplos de la falta de cuidado de la energía y del medio ambiente, en la que con frecuencia incurrimos.

En éstos y en otros muchos casos, la solución está en nuestras manos. Ahorrar y usar eficientemente la energía eléctrica, así como cuidar el ambiente no son sinónimo de sacrificar o reducir nuestro nivel de bienestar o el grado de satisfacción de nuestras necesidades cotidianas. Por el contrario, un cambio de hábitos y actitudes pueden favorecer una mayor eficiencia en el uso de la electricidad, el empleo racional de los recursos energéticos, la protección de la economía familiar y la preservación de nuestro entorno natural.8

Capitulo: 2

8 (http://programacasasegura.org/mx/por-que-ahorrar-energia-electrica-en-el-hogar/)



2. Energías renovables para generación de electricidad

Las energías renovables tienen como característica central el hecho de que no emiten gases de efecto invernadero o que —como en el caso de la bioenergía—tienen un efecto neutro ya que su aprovechamiento es un ciclo cerrado de emisión y captura de gases de combustión.

Se definen como formas de energía renovable aquellas que son prácticamente inagotables respecto al tiempo de vida del ser humano en el planeta, y cuyo aprovechamiento es tecnológicamen0te viable. Todas estas energías dependen del sol, excepto la energía geotérmica, que se obtiene del interior de nuestro planeta.

México posee un potencial considerable de generación de energía a partir de fuentes renovables, tanto por su extensión territorial (2 millones de kilómetros cuadrados) como por su ubicación geográfica9

*cita aclaratoria: “La bioenergía es la energía que se obtiene de la biomasa y se presenta en una gran variedad de formas. Puede obtenerse a partir de los biocombustibles sólidos como la leña, el carbón vegetal o los residuos agrícolas (que pueden quemarse directamente o gasificarse para producir calor y electricidad), los cultivos energéticos (como la caña de azúcar y plantas oleaginosas, de las que se extraen combustibles líquidos como el bioetanol y el biodiesel), y los residuos municipales y el estiércol (de los que pueden obtenerse combustibles gaseosos como el biogás). La bioenergía puede ser también una fuente de hidrógeno para producción de energía.”10

2.1 GENERACION DE ENERGIA ATRAVES DE BIOMASA

9 (Rodríguez)10 (http://www.academica.mx/blogs/%C2%BFque-es-la-bioenergia)



La gasificación de la biomasa es una técnica conocida y usada desde los albores del siglo XX. Fue el auge del petróleo el que aparcó temporalmente este procedimiento que aprovecha la materia orgánica para transformarla en energía.

La gasificación es un proceso termoquímico en el que la materia orgánica sólida (biomasa), en presencia de una cantidad reducida de oxígeno (de forma que no se llegue a la combustión) se convierte en una mezcla de gases (metano, monóxido de carbono, hidrógeno y gases inertes) llamado “Syngas”. Esta mezcla de gases, tras ser convenientemente tratados, puede utilizarse como combustible en turbinas, calderas o motores de combustión interna para producir energía mecánica, eléctrica y/o calorífica.

Los beneficios de esta fuente energética son múltiples:

La biomasa es un recurso que bien gestionado es prácticamente inagotable

No aumenta el efecto invernadero dado que las emisiones de CO2 que se generan en el proceso son menores que las que hubiera provocado el no aprovechamiento de la biomasa

El uso de biomasa de origen forestal disminuye el riesgo de incendios y de plagas de insectos

La explotación de biomasa favorece la creación de empleo especialmente en áreas rurales

Posibilita la independencia energética evitando así desequilibrios económicos11

2.2. ¿QUE ES LA BIOMASA?La biomasa* es aquella materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los residuos y desechos orgánicos, susceptible de ser aprovechada energéticamente. Las plantas transforman la energía radiante del sol en energía

11 (http://twenergy.com/a/generacion-electrica-a-partir-de-la-gasificacion-de-la-biomasa-beneficios-y-aplicaciones-981)



química a través de la fotosíntesis, y parte de esta energía queda almacenada en forma de materia orgánica.

Quedan pues fuera de este concepto los combustibles fósiles y las materias orgánicas derivadas de éstos (los plásticos y la mayoría de los productos sintéticos) ya que, aunque aquellos tuvieron un origen biológico, su formación tuvo lugar en tiempos remotos. La biomasa es una energía renovable de origen solar a través de la fotosíntesis de los vegetales. En la figura adjunta se puede ver la situación de la biomasa dentro de las energías renovables.

Según la directiva 2003/30/CE: biomasa es “fracción biodegradable de productos de desecho y residuos procedentes de la agricultura, silvicultura y de las industrias relacionadas, así como de la fracción biodegradable de residuos industriales y municipales”.

De forma general se puede decir que cualquier definición de biomasa debe englobar principalmente dos términos: orgánico y renovable.

*cita aclaratoria: “Se considera biomasa a un grupo de productos energéticos y materia primas de tipo renovable que se originan a partir de materia orgánica formada por vía biológica. La biomasa es la utilización de la materia orgánica como fuente energética. Por su amplia definición, la biomasa abarca un amplio conjunto de materias orgánicas que se caracteriza por su heterogeneidad, tanto por su origen como por su naturaleza.”12

2.3. LA BIOMASA COMO FUENTE ENERGÉTICA

Desde tiempos remotos el hombre ha utilizado la biomasa como fuente energética para realizar sus tareas cotidianas. Cuando el uso de combustibles fósiles comenzó a tomar fuerza, la biomasa se vio relegada a un plano inferior, donde su aportación a la producción de energía primaria era insignificante. En la actualidad 12 (http://www.appa.es/04biomasa/04que_es.php)



debido a diversos factores, detallados a continuación, ha habido un resurgimiento de la biomasa como fuente energética.

Los factores responsables de favorecer la biomasa como fuente energética son:

El encarecimiento del precio del petróleo.

El aumento de la producción agrícola.

Necesidad de buscar usos alternativos a la producción agrícola.

Cambio climático.

Posibilidad de utilizar los conocimientos científicos y técnicos para optimizar el proceso de obtención de energía.

Marco económico favorable para el desarrollo de plantas que utilizan biomasa como combustible, gracias a las subvenciones a la producción que reciben las plantas generadoras de energía con esta fuente.

Dificultad normativa para desarrollar otro tipo de proyectos, dejando a la biomasa como la alternativa más razonable para rentabilizar una inversión económica.13

Capitulo: 3

3. ENERGÍA SOLARLa energía solar es la energía procedente de la radiación solar incidente sobre la superficie de la Tierra. Se debe tener en cuenta que el Sol es el origen de otras fuentes de energía como la eólica o la biomasa.

13 (http://www.plantasdebiomasa.net/index.php/que-es-la-biomasa)



La potencia de la radiación solar varía según el momento del día y el año, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que la Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es de 1000 W/m². Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años.

La radiación solar se divide en tres componentes: directa, difusa, y reflejada. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar sin reflexiones o refracciones intermedias.

La difusa es la emitida por l esfera celeste gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes, y el resto de elementos atmosféricos y terrestres, es la que comúnmente se conoce como “claridad”. Finalmente, la reflejada es la procedente de la reflexión del suelo o de cualquier superficie próxima (paredes, piedras,…).

A la suma de estas tres componentes se le conoce como radiación global. Según las condiciones atmosféricas predomina una u otra componente Los días despejados predomina la componente directa sobre la difusa, mientras que en los días nublados predomina la difusa sobre la directa.

El Sol, de forma directa o indirecta, es el origen de todas las energías renovables, exceptuando la energía maremotriz y la geotérmica. La energía del Sol se desplaza a través del espacio en forma de radiación electromagnética, llegando una parte de esta energía a la atmósfera.

De esta energía que llega a la atmósfera, una parte es absorbida por la atmósfera y por el suelo, y otra parte es reflejada directamente al espacio desde el suelo. Es por esto por lo que menos de la mitad de la radiación solar llega efectivamente a la superficie terrestre, siendo esta parte la que podemos utilizar con fines energéticos en nuestro planeta. La radiación solar llega a nuestro planeta de tres formas distintas:

• Radiación directa: es la radiación que nos llega directamente del Sol; sin haber incidido con nada por el camino y, por tanto, sin haberse desviad ni cambiado de dirección. Esta radiación es la que produce las sombras. Es el tipo de radiación predominante en un día soleado.

• Radiación difusa: es la radiación que nos llega después de haber incidido con cualquier elemento de la atmósfera (polvo, nubes, contaminantes etc.), por lo



que ha cambiado de dirección. Es el tipo de radiación predominante en un día nublado.

• Radiación reflejada o albedo: es la radiación reflejada por la superficie terrestre; cobra importancia en las zonas con nieve, con agua (como cerca del mar o de una presa) o cualquier otra zona donde la reflexión sea importante.

• La radiación global: es la suma de la radiación directa y la radiación difusa.

Para medir la radiación solar que llega a la superficie terrestre se utilizan los siguientes instrumentos:

• Piranómetro: que mide la radiación global o la difusa, según se le ponga un anillo de sombra (difusa) o no (global).

• Pirheliómetro: que mide la radiación directa.

• Pirgeómetro (o albedómetro): que mide la radiación reflejada o albedo.

3.1 ¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES USOS DE LA ENERGÍA SOLAR?

La energía procedente del Sol se ha utilizado, directa o indirectamente, desde hace siglos en numerosas actividades: agricultura, arquitectura, industria, etc. El Sol puede aprovecharse energéticamente de dos formas conceptualmente diferentes:



• Como fuente de calor: energía solar térmica de baja y media temperatura.

• Como fuente de electricidad: energía solar fotovoltaica y solar térmica de alta temperatura.

3.2 ¿CÓMO FUNCIONA LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA?

El principio básico de funcionamiento de estos sistemas solares es sencillo: la radiación solar se capta y el calor se transfiere a un fluido (generalmente agua o aire). Para aprovechar la energía solar térmica se usa el captador solar, también denominado colector o placa solar. El fluido calentado se puede usar directamente (por ejemplo, para calentar agua en piscinas) o indirectamente mediante un intercambiador de calor (por ejemplo, en el caso de la calefacción de una habitación).El colector es el elemento que capta la energía solar. Normalmente consta de los siguientes elementos:

• Cubierta frontal transparente, por lo general vidrio.

• Superficie absorbente, por donde circula el fluido (normalmente agua) y que suele ser de color negro.

• Aislamiento térmico, para evitar las pérdidas de calor.

• Carcasa externa, para su protección.

El colector solar basa su funcionamiento en el efecto invernadero: la radiación solar –rayos solares– (onda corta) incide en el vidrio y lo atraviesa y es absorbida por una superficie que se calienta14

3.3 ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

Existen distintos sistemas de aprovechamiento térmico de la energía procedente del Sol. En una primera clasificación se pueden dividir en sistemas de aprovechamiento solar activos y pasivos.

La tecnología solar pasiva es el conjunto de técnicas dirigidas al aprovechamiento de la energía solar de forma directa, sin la utilización de equipos o elementos mecánicos ni aporte externo de energía. Dentro de este tipo de tecnologías se

14 ((FAEN))



encuentran las cocinas solares, sistemas de ganancia directa solar para el calentamiento de espacios, chimeneas solares,…

La arquitectura bioclimática es la aplicación de este principio al diseño de edificaciones. La energía no se aprovecha por medio de captadores solares, sino que son los propios elementos constructivos (grande ventanales, muros,…) los que absorben la energía de día y la redistribuyen por la noche. Se cuidan aspectos como la orientación del edificio, la morfología, los materiales que emplean así como la ubicación en el terreno.

Es la forma más antigua de aprovechamiento de la energía solar. Tradicionalmente, y en ausencia de los medios actuales, las construcciones se diseñaban conforme a las particularidades del clima local, aprovechando al máximo los rayos solares en climas fríos, y protegiéndose de ellos en climas cálidos.

La tecnología solar activa se refiere a aquellos sistemas utilizados para transformar la energía solar en calor utilizable usando dispositivos artificiales y equipamientos mecánicos o eléctricos, tales como bombas y ventiladores.

Los sistemas que utilizan captadores o concentradores solares se suelen encuadrar dentro de esta tecnología. El principio de funcionamiento de estas instalaciones suele ser el siguiente.

Un equipo se encarga de absorber o concentrar la energía de la radiación solar y la transmite a un fluido intermedio. Este fluido calo portador es el que transmite el calor a otro circuito donde se encuentra el fluido que queremos calentar (agua para ACS de viviendas, vapor para generar electricidad,…). En función de la temperatura demandada, estos sistemas se pueden clasificar en tres grupos.15

3.4 ¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA?

La energía solar térmica se utiliza principalmente para fluidos normalmente agua. Dependiendo de la temperatura final alcanzada por el fluido a la salida, las instalaciones se dividen en:

1. Baja temperatura

15 ((FAEN))



Son las más extendidas y se destinan a aquellas aplicaciones que no exigen temperaturas del agua superiores a los 90 ºC, como, por ejemplo, la producción de agua caliente sanitaria (ACS) para viviendas y polideportivos, apoyo a la calefacción de viviendas, calentamiento de agua para piscinas, etc.

2. Media temperatura

Destinada a aquellas aplicaciones que exigen temperaturas del agua comprendidas entre 80 ºC y 250 ºC, como, por ejemplo, el calentamiento de fluidos para procesos industriales y la desalinización de agua de mar.

3. Alta temperatura

Destinada a aquellas aplicaciones que requieran temperaturas del agua superiores a los 250 ºC, como es el caso de la generación de vapor para la producción de electricidad.16

3.5 SISTEMAS TERMOSIFÓN

Este tipo de sistemas funcionan sin aporte externo de energía, ya que aprovechan el denominado efecto termosifón: el movimiento del agua se produce por la diferencia de temperaturas entre el agua fría del depósito de acumulación (tanque) y la caliente del captador, puesto que el agua que está dentro del colector se calienta por el Sol, disminuyendo su densidad y, por tanto, su peso específico.

Al disminuir su peso específico, el agua más caliente se sitúa en la parte superior del captador. Este hecho, unido a que el mayor peso del agua fría del depósito

16 (http://erenovable.com/energia-solar/)



hace que ésta caiga por el conducto que une la parte inferior del depósito con la parte inferior del captador, provoca que el agua caliente del captador ascienda hasta el tanque.

En este tipo de sistemas el tanque se suele situar por encima del captador. Se crea de esta forma el movimiento del agua del colector al depósito, el cual se mantendrá mientras haya suficiente diferencia de temperatura entre el colector y el depósito. Una vez calentada el agua de éste, las temperaturas se igualan y el movimiento cesa.

El sistema termosifón se suele situar en los tejados o azoteas de las viviendas y es el que se instala mayoritariamente en vivienda unifamiliares en Canarias. Para instalaciones grandes, como, por ejemplo, la de un hotel, se optaría preferentemente por un sistema con circulación forzada.

Estos 2 tipos de instalaciones pueden ser, a su vez, de circuito abierto o cerrado.17

Cita aclaratoria: “Los sistemas de circulación por termosifón de CHROMAGEN son los sistemas más sencillos y eficientes, además de requerir poco mantenimiento. Debido a su eficiencia proporcionan agua caliente después de sólo unas pocas horas de sol. Ésta es la mejor respuesta para atender las necesidades de agua caliente de una familia preservando el medioambiente”18

Capitulo: 4

4. ENERGÍA EÓLICA

La energía eólica es la energía obtenida del viento. Es uno de los recursos energéticos más antiguos explotados por el ser humano y es a día de hoy la energía más madura y eficiente de todas las energías renovables. El término “eólico” proviene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, Dios de los vientos en la mitología griega.

17 (http://www.programasolar.cl/images/pdfs/termosifon_viviendas_unifamiliares.pdf)18 (http://www.chromagen.es/category/productos/equipos-termosifon-domesticos/)



ACCIONA Energía es un líder global en la promoción, construcción, operación y mantenimiento de instalaciones eólicas, con más de 20 de experiencia en el sector.19

4.1 ¿CÓMO SE CARACTERIZA EL POTENCIAL EÓLICO DE UNA ZONA?

Los parámetros fundamentales a la hora de evaluar la energía del viento son la velocidad y la dirección predominante. La velocidad y la dirección del viento varían para una zona determinada durante el año y también entre los distintos años. Es importante disponer de información eólica que abarque un número determinado de años. En muchos casos no es posible disponer de información de varios años, por lo que se ha de tener, al menos, un año completo de datos.

Para la recopilación de la información eólica se debe instalar, como mínimo, un aparato que mida la velocidad (anemómetro) y otro para la dirección (veleta).

La altura más estandarizada para ubicar estos sensores es de 10 metros (aunque la tendencia es colocarlos a 20 metros).

4.2 ¿CÓMO SE PUEDE APROVECHAR LA ENERGÍA EÓLICA?

La energía eólica es la que contiene el viento en forma de energía cinética (recuerda: Ec = ½· m· v2). Esta energía se puede transformar en otro tipo de energía como la mecánica, eléctrica, hidráulica, etc. Una de las formas más utilizadas en la actualidad para el aprovechamiento a gran escala de la energía eólica es a través de las denominadas aeroturbinas. Estas pueden transformar la energía eólica en:

• Energía mecánica: aeromotores.

19 (http://www.acciona.com/es/lineas-de-negocio/energia/energia-eolica/)



• Energía eléctrica: aerogeneradores.

Los aeromotores se han utilizado desde hace siglos para la molienda de grano, el bombeo de agua, etc. Actualmente siguen utilizándose en menor proporción para estos usos, además de incorporarse también en sistemas de desalación de agua.

Los aerogeneradores son los sistemas de aprovechamiento eólico más utilizados hoy en día, observándose un crecimiento muy pronunciado en su utilización a partir del año 1990. Su funcionamiento se basa en que al incidir el viento sobre sus palas se produce un trabajo mecánico de rotación que mueve un generador que produce electricidad.

Cita larga: Ahmadi y Ehyaei han desarrollado un análisis mejorado sobre el grado de aprovechamiento de la energía eólica. Su enfoque ofrece una manera de perfeccionar los tres parámetros principales de una turbina eólica, de modo tal que la energía útil aumente al máximo para cualquier velocidad del viento, desde la brisa más suave hasta un rugiente ventarrón; dentro de los límites de seguridad de funcionamiento de la turbina.20

4.3 ¿CUÁLES SON LAS ÚLTIMAS TENDENCIAS EN ENERGÍA EÓLICA?

La tecnología en el sector eólico está evolucionando con gran rapidez, dando lugar a un aumento de la rentabilidad. Algunas de las últimas tendencias en el sector eólico son las siguientes.

1. Parques eólicos en el mar (Parques off-shore)

Los parques off-shore son parques eólicos que se ubican en el mar, normalmente en lugares donde la plataforma marina no es muy profunda. En el mar, los vientos son más fuertes y constantes; por este motivo, y pese a que los parques marinos

20 (http://www.solociencia.com/ingenieria/09072205.htm)



son más caros, se está alcanzando una alta rentabilidad, de ahí que esta tecnología esté proliferando rápidamente.

2. Repotenciación de parques antiguos

En los países en los que hay mucha energía eólica instalada, las zonas con los mejores vientos (no sólo veloces sino también constantes) empiezan a escasear, por lo que la instalación de nuevos parques eólicos en lugares con peores condiciones de viento, hace que disminuya su rentabilidad. Por esta razón, la política de repotenciación está imponiéndose paulatinamente en estos países. La repotenciación consiste en sustituir parques eólicos obsoletos por nuevos, con lo que se pasa a aprovechar las mejores zonas eólicas con máquinas de última tecnología, consiguiendo así una mejor rentabilidad. Los países que en 2003 ya habían sustituido aerogeneradores fueron Dinamarca, Australia, Alemania y Holanda. Dinamarca es el país líder a nivel mundial en repotenciación y ha desarrollado una política que favorece el reemplazo de máquinas eólicas de más de 10 años.

3. Aerogeneradores de gran potencia

La tecnología eólica avanza rápidamente, de hecho, los precios de los aerogeneradores han bajado más del 30% desde 1990, y las empresas industriales parecen haber desatado una batalla mundial por desarrollar el aerogenerador de mayor potencia. Estos aerogeneradores de gran potencia permiten aprovechar más las zonas con mejores condiciones eólicas reduciendo los costes de instalación (es más barato instalar un aerogenerador de 1 MW que 10 de 100 kW). En 2006 se llegaron a instalar aerogeneradores de 6 MW.

4.4 ¿CÓMO AFECTA LA ENERGÍA EÓLICA AL MEDIOAMBIENTE?

Al estudiar, desde el punto de vista medioambiental, el empleo de aerogeneradores, debemos entender su incidencia en dos sentidos. El primero es considerar la generación de energía eólica como un beneficio, ya que evitamos emisiones contaminantes. El segundo es estudiar cómo afecta la implantación de aerogeneradores al medioambiente.

El impacto medioambiental que puede producir un parque eólico va a depender fundamentalmente del emplazamiento elegido para su instalación, del tamaño del parque y de la distancia a los núcleos poblacionales. Los principales impactos son:

1. Impacto visual



El impacto visual de estas instalaciones depende de criterios fundamentalmente subjetivos. Un parque de unos pocos aerogeneradores puede llegar a ser atractivo para algunas personas mientras que una gran concentración de máquinas obliga a considerar el impacto visual y la forma de disminuirlo. En cualquier caso provocan un impacto paisajístico, pero mientras que para unos ese impacto es positivo para otros no es asumible; se trata de una cuestión de percepciones subjetivas e individuales.

2. Impacto sobre las aves

Los estudios realizados concluyen que este impacto es muy pequeño frente al producido por causas naturales. Un estudio español ha determinado que la tasa de colisiones de aves es del 0,1%. Estudios similares realizados en Dinamarca han concluido que las aves se acostumbran rápidamente a los aerogeneradores y desvían su trayectoria de vuelo para evitarlos.

3. Impacto acústico

El origen del ruido en los aerogeneradores de los años 80 se debía a factores de tipo mecánico; en las últimas décadas se ha investigado mucho este aspecto y se ha logrado rebajar el nivel de ruido por debajo de la mitad. La experiencia obtenida permite señalar que en las poblaciones más cercanas a las instalaciones no se detecta ningún incremento de ruido, resultando más importante el producido por el propio viento.21

CONCLUSIÓNActual mente el uso de la energía eléctrica es fundamental ya que con esta realizamos gran parte de nuestras actividades gracias a este tipo de energía podemos tener una mejor calidad de vida

El ahorro de energía eléctrica que podamos realizar, podremos sacarle un gran aprovechamiento a los recursos energéticos; al nosotros poder dicha energía lograremos bajar el consumo de recursos naturales para la generación eléctrica, tales como gas, gasolina, combustóleo y cualquier otro derivado del petróleo.

21 ((FAEN))



Debemos considerar y estar cocientes del abuso y consecuencias en los recursos naturales de nuestro planeta frenando esto a través de políticas que antepongan los intereses actuales a los del futuro para la conservación de la población y del planeta.

Cuidando de nuestros recursos nos beneficiaríamos todos. Actualmente, políticos y científicos empiezan a ser conscientes de los problemas que ahogan nuestro plantea: contaminación, efecto invernadero, agujero de ozono, etc.

Estos y otros problemas tienen su origen principalmente en el empleo de combustibles fósiles y la sobreexplotación de sistemas de energía contaminantes y perjudiciales para el hombre y entorno.

Las investigaciones sobre el gas hidrógeno como medio de propulsión se ponen a la vanguardia. En Milán el premio Nobel de Física 1984, Carlo Rubbia afirmó que los vehículos propulsados con gas hidrógeno podrán hacerse económicos en el futuro y en Washington, el Presidente Bush anunció que destinará, 1, 200 millones de dólares para el desarrollo de esta tecnología.

Y en México la UNAM financia al 100% el proyecto para producir el primer coche que utiliza gas hidrógeno como medio de propulsión. A nosotros nos tocará decidir que vamos a hacer por lo que debemos estar concientes, las decisiones las tomaremos nosotros.

Debemos tomar en consideración, el impacto de estas decisiones en el medio ambiente y para ello deben integrarse en los planes de estudios los principos básicos de conocimiento para el desarrollo de la tecnología de energía limpia. Así como principios de educación en medio ambiente.

En todas las carreras de educación media superior (médicos, contadores, maestros, ingenieros diseñadores, etc.). Una propuesta que puede aprovechar el uso de tecnologías futuras es utilizar reconocedores de patrones de movimiento, dispersos en distintos puntos de nuestro entorno (parques, carreteras, calles, etc.)



y cada vez que un ciudadano contamine nuestro entorno, se le levante una multa y se le dé una pequeña descarga eléctrica. Finalmente y como parte de los objetivos particulares, nos proponemos difundir estas acciones a los grupos de primaria. Como parte de una contribución a la educación y con el fin de crear conciencia a través de ésta, y así comenzar a proteger el medio ambiente.

Cita textual.- toda la información fue recopilada y mostrada textualmente en la conclusión y a su vez fue expresada por parte de un servidor como la abreviación de toda la investigación ya que debe de ser concisa y demostrativa de cada una de las referencias.

OPINIÓN PERSONAL

En nuestra carrera profesional de ingeniería electrónica tendremos que buscar las mejoras para nuestro planeta una de ellas es con generación eléctrica a través de molinos de vientos, celdas solares, biogás, etc. Ya que nos especializáremos creando equipos electrónicos para obtener un mayor rendimiento de estas.

Una de las aportaciones que tendremos que buscar es mejorar la creación de equipos electrónicos para el ahorro de energía y así poder tener un mayor rendimiento en esta.

En nuestras generaciones futuras las energías serán fundamentales ya el hombre no tendrá que explotar ningún recurso natural siendo el petróleo el mas explotado



y altamente contaminante, y las energías renovables serán la de mayor eficiencia cero contaminante.

Cita aclaratoria: esta opinión es personal fue basada en este trabajo ya que hoy en día tenemos las energías renovables sustituyendo a la generación de energía eléctrica convencionales ya que en los últimos años la ingeniería electrónica ha sido pionera en la generación de energía eléctrica.

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