U3: Energies Alternatives

TECNOLOGIA INDUSTRIAL ICinta Prats

Les energies alternatives renovables /beneficis del seu ús

• Reducció d’emissions de CO2

• Aprofitament dels recursos autòctons

•Suport a una indústria d’alta tecnologia

• Protecció de l’entorn natural

• Portar electricitat en llocs molt aïllats

• altres

Centrals Solars: Fotovoltàica/termosolar

Centrals eòliques

Centrals geotèrmica

Centrals mareomotrius

La biomassa

3.2.CENTRALS SOLARS

Nucli del Sol : Reaccions de fusió

H2 + H2 ⇒4 He

↓↓↓↓Molta

energia

Es transmet en forma de radiació a

energiade radiació a

l’atmosfera 1350 W/m2

⇒a la terra 1000 W/m2

Sistemes d’aprofitament

Tèrmica : transformació de laradiació radiant en tèrmica

Fotovoltaica : transformació dela radiació radiant en elèctrica

Aprofitament TÈRMIC η del 65%

Tipus

Passiu

Actiu

Construcció de cases BIOCLIMÀTIQUES : Dissenyarquitectònic adaptat al clima i entorn

De baixa temperatura : Captadors plans o Col·lectors ( Efecte hivernacle) . Aplicacions : Aigua calenta sanitària, calefacció . Utilització directa.

De mitjana i alta temperatura : Utilització indirecta de l’energia De mitjana i alta temperatura : Utilització indirecta de l’energia de l’energia tèrmica per l’obtenció d’energia elèctrica .Centrals termosolars .

Alta temteratura ⇒Forns solars : El més gran del món Odelló. Font-Romeu.

Centrals termosolars: Centrals amb Col·lectors distribuïts/ centrals amb torre central

Baixa temperatura: Col·lectors plans

Alta temperatura : Forn Solar Potència de 1000 KW , temeratures de 4000ºC

Més gran del món Odelló a Font-Romeu a l’Alta Cerdanya .

3.2.CENTRALS SOLARS TÈRMIQUES

L’energia tèrmica obtinguda de la radiació solar es concentra sobre un fluid (aigua, sodi, oli…) que conseqüentment s’escalfa i en passar per un intercanviador, produeix el vapor que acciona a la turbina solidària a l’ex d’un alternador produint així energia elèctrica.

Tipus en f(col·lectors)

1.Centrals amb col·lectors distribuïts

2.Centrals amb torre central

3.Centrals amb Disc Stirling

4.Central amb concentrador lineal Fresnel

3.2.1.CENTRALS SOLARS AMB COL·LECTORS DISTRIBUÏTS

El receptor de la radiació solar és bastantreduïda ( un punt o una línia) amb bonsrediments per obtenir temperatures de fins a300ºC suficients per obtenir vapor i generarelectricitat.

Inconvenient: Aprofitament de la radiació directe,per tant NO són apropiats per zones climàtiquesque encara que tinguint una radiació aceptablesón relativament nublosos

Sistema de seguiment del Sol : mecanisme accionat per uns captadors que permet variar la posició.

Raig incideix sobre col·lectors escalfant fluid que es desplaça cap un dipòsit gràcies a unes canonades o tubs.

Col.lector, canonada, dipòsit,caldera,turbina generador.

3.2.2.CENTRALS SOLARS DE TORRE CENTRAL

Alt rendiment .Potències de 200MW.

1. – Heliòstats:Són diversos miralls orientables, en els quals es reflecteix la llum del Sol, fent que convergeixin a la caldera. convergeixin a la caldera.

2. – Caldera:És la part de la central solar on convergeixen els raigs solars reflectits pels heliòstats, arribant una gran temperatura. A l’arribar a aquesta gran temperatura, escalfa l’aigua que passa per ella i la transforma envapor.3. – Turbina:El vapor generat en la caldera mou la turbina, la qual està unida al generador .4. – Generador o alternador:És l’encarregat de generar energia elèctrica; gràcies al moviment rotatori de la turbina, el generadortransforma aquest moviment en energia elèctrica.

5. – Acumulador:Emmagatzema l’energia calorífica que no ha estat utilitzada, exemple dels clàssics termos d’aigua calenta, per la seva posterior ocupació en absència de radiació solar.6. – Transformador: S’encarrega de transformar l’energia elèctrica generada a l’alternador per fer-la arribar a la xarxa elèctrica.7. – Condensador:És on es converteix el vapor (provinent de la turbina) en aigua líquida. Això és degut al fet que a l’interiordel condensador hi ha un circuit de refredament encarregat de refredar el vapor, transformant-se en aigua líquida.8. – Bomba:És l’encarregada d’impulsar l’aigua de nou fins a la caldera.9. – Centre de control:És on es controla tot el procés de transformació de l’energia solar en energia elèctrica.És on es controla tot el procés de transformació de l’energia solar en energia elèctrica.

3.2.3.CENTRALS SOLARS AMB DISC STIRLING

•Escalfa al fluid que hi ha al mateix receptor fins a 750ºC, aquesta energia aprofitada per produir ener gia elèctrica amb l’alternador que disposa.

•Cada disc genera entre 7 i 25 kW.

3.2.4.CENTRALS SOLARS AMB CONCENTRADOR LINEAL FRESNEL

3.3.CENTRALS SOLARS FOTOVOLTAICA

Radiació solar Energia elèctrica

Cèl·lula Fotovoltaica

Làmines de semiconductor Silici: a l’incidir fotons té la propietat de produir electricitat

Inconvenient 1 : Rendiments ↓↓↓↓↓↓↓ 15-20%

O sigui que si arriba 1.000W/m2 això vol dir que ?????????

V cel·lula fotovoltaica: 0,58V els panells com a molt poden donar uns 18V : 36 cèl·lules connectades en sèrie .

Depenent de si volem un V o una I , les col·locarem en sèrie o en paral·lel .

Inconvenient 2 : cost d’inversió important pàg.90

Avantatge : Cost de manteniment baixAvantatge : Cost de manteniment baix

CENTRALS ELÒLIQUES

• Aprofitament energètic de la força del vent

• Energia neta i renovable

• Gran potencial energètic

• Component bàsic : AEROTURBINA

Aeromotor: bombeig d’aigua Aerogenerador

Components d’un aeroturbina

• Rotor

• Sistema d’orientació

• Sistema de regulació

• Convertidor energètic

• Bancada

• Suport o torre

Velocitat d’engegada d’un aeromotor 2 a 4 m/s

Velocitat d’engegada d’un aerogenerador 4 a 5 m/s ( velocitat de connexió)

Velocitat de disseny : valor màxim de potència

Velocitat de parada : 18 a 30 m/s

Aerogeneradors

Aerogeneradors/Tipus

Eix Vertical

Eix Horitzontal

Eix Vertical

Eix Horitzontal

Parcs Eòlics

Energia geotèrmica

Energia intrínseca de la terra que esmanifesta en forma de calor

Condicions geològiques:

• Presència de roques poroses i permeables a una profunditat entre 1000 i 2000 m quepermetin la circulació de fluids( vapor,aigua i gas).

• Flux de calor que escalfi a l’aqüífer.

• Una capa impermeable que bloqui la dissipació de calor.

Existeix diferents punts d’energia en un jaciment :

1. Entalpia o energia alta : tura superior als 150º ⇒ centrals

2. Entalpia o energia mitjana : tura entre 90 i 150º ⇒calefacció en ciutats.

3. Entalpia baixa : tura de 90º ⇒ calefacció cases soles

Aplicació entalpia alta : Centrals geotèrmiques

Aplicació entalpia mitjana i baixa : Calefacció

Energia mareomotriu

E.Tèrmica

Energia de les ones Energia corrents marinsEnergia de les marees

Moviment de pujada i baixada del’aigua del mar producte del’acció gravitatòria de la Lluna ila Terra

L’escalfament desigual de lasuperfície terrestre genera vent,aquest en passar per sobrel’aigua genera les ones.

Aprofitament del’energia cinètica del’aigua dels oceans

Energia de les marees

Amplitud de les marees= altura màxima(plenamar)-altura mínima(baixamar)

Energia de les ones

Energia corrents marins

Energia Tèrmica dels oceans

El gradient tèrmic entre les aigues superficials i les profundes d’un oceà

Mínim 20ºC