Recursos energéticos renovables

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Perennes y Renovable s Junio 2016 Autor: Ing. Carlos Alberto Jibaja Sánchez

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Recursos Energéticos Perennes y Renovables

Junio 2016

Autor: Ing. Carlos Alberto Jibaja Sánchez

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Definición• Son aquéllas cuyo potencial es inagotable por provenir

de la energía que llega a nuestro planeta de forma continua como consecuencia de la radiación solar o de la atracción gravitatoria de otros planetas de nuestro sistema solar.

• Las energías no se consumen ni se agotan en sus procesos de transformación y aprovechamiento de energía útil

• Generan impactos ambientales significativamente inferiores que aquellas producidas por las fuentes energéticas no renovables.

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Ventajas

El medio ambiente

Son infinitas.

No producen gases de efecto invernadero.

La seguridad energética

Contribuyen a reducir la dependencia de las importaciones energéticas.

Desarrollo económico

Son fuente de empleo.

Motor de desarrollo económico y social.

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Clasificación

Recursos Energéticos Renovables

Energías Renovables

Convencionales

Energía Hidráulica

Energías Renovables No Convencionales

Enegría Solar

Energía Eólica

Energía Geotérmica

Energía de la Biomasa

Energía Mareomotriz

Energía Undimotriz

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Energía Hidráulica

• Es la que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua o los saltos de agua naturales.

• Se obtiene aprovechando los recursos tal y como surgen en la naturaleza, por ejemplo una garganta o catarata natural, o bien mediante la construcción de presas.

• La gran ventaja de este tipo de recurso energético renovable es la de ser un recurso inagotable que se renueva de forma gratuita y constante en la naturaleza, pudiéndose aprovechar el excedente para otros fines.

• Pero también presenta inconvenientes. No es posible hacer predicciones, puesto que dependen de la hidraulicidad anual, y los años de sequía o lluviosos no es algo sobre lo que el hombre pueda incidir.

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Energía Solar• La energía solar es una de las fuentes de la vida y el origen de

la mayoría de las demás formas de energía conocidas. • Mediante el empleo de colectores solares la energía solar

puede transformarse en energía térmica. A su vez, con el empleo de paneles fotovoltaicos la energía luminosa puede transformarse en energía eléctrica.

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Tipos de Energía Solar1) Energía Solar Fotovoltaica: sirve para producir electricidad a partir de la radiación del sol mediante un dispositivo llamado célula fotovoltaica y puede proporcionar energía eléctrica a aparatos independientes hasta alumbrar completamente una casa, alumbrado público o toda una ciudad mediante una planta de energía solar fotovoltaica.

2) Energía Solar Térmica: Mediante colectores solares, este tipo de tecnología solar aprovecha la radiación solar para convertirla en calor y transferirla a un fluido que se utilizará para brindar agua caliente agua, calefacción o mover turbinas para generar electricidad.

2) Energía Solar Híbrida: Esta tecnología combina cualquier tipo de energía solar con otro tipo de energía, sea renovable o no renovable, lo que le otorga mayor eficiencia al no depender totalmente del sol.

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Energía Eólica• La energía eólica es la energía

obtenida de la fuerza del viento, mediante la utilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire.

Parque Eólico de Talara

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Clasificación de los motores eólicos

1) Motores eólicos de eje horizontal: Los pequeños motores eólicos de eje horizontal suelen estar equipados con gran número de palas. Estos motores tienen la ventaja de que pueden funcionar incluso con vientos flojos.

2) Motores eólicos de eje vertical: Los motores de eje vertical son los más antiguos que se han utilizado, sin duda, por su sencillo funcionamiento que no requiere de la orientación del eje. Sin embargo, presentan el inconveniente de tener un rendimiento menos elevado que los de eje horizontal.

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Energía Geotérmica• La energía geotérmica es aquella energía

que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. Parte del calor interno de la Tierra (5.000 °C) llega a la corteza terrestre.

• La energía geotérmica se puede usar de forma directa, para calefacción de hogares, temperar invernaderos y criaderos de peces, deshidratar vegetales, secar madera, entre otras aplicaciones. Esta energía también puede usarse de forma indirecta, para producir electricidad. Generalmente, la fuerza que genera el vapor se aprovecha para impulsar una turbina capaz de mover un generador eléctrico.

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Clasificación según la temperatura del agua

1. Energía geotérmica de alta temperatura: existe en las zonas activas de la corteza (150°C y 400 °C), se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad.

2. Energía geotérmica de temperaturas medias: aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, (70°C y 150 °C). Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos de reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración (mediante máquinas de absorción).

3. Energía geotérmica de baja temperatura: es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70 °C.

4. Energía geotérmica de muy baja temperatura: se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas, como la climatización geotérmica (bomba de calor geotérmica).

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Energía Obtenida de la Biomasa• El concepto de biomasa podría definirse como toda materia

viva existente en la tierra en un instante de tiempo en la tierra.• La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a

cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica.

• La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado.

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Transformación de Biomasa en energía

1) Combustión de biomasa: proceso en el que el carbono y el hidrógeno contenidos en el combustible reaccionan con el exceso de oxígeno para formar CO2 y agua y liberar calor.

2) Pirolisis: proceso de descomposición de biomasa a través de una oxidación incompleta en ausencia de oxígeno que genera compuestos sólidos (carbón vegetal), líquidos y gaseosos aptos como materiales para distintas industrias o como combustibles.

3) Gasificación de biomasa: Ocurre cuando se produce una oxidación parcial de biomasa a través del calor. Ello produce un combustible compuesto por una mezcla de gases, rico en CO y en hidrógeno que tiene un contenido energético del orden del 10% al 45% del valor calorífico del gas. El gas obtenido puede ser enriquecido para obtener una mezcla de gases de mayor calidad llamada gas síntesis de biomasa o syngas.

4) Co-combustión: En este proceso, la biomasa se usa como combustible mientras el carbón es usado en las calderas para generar calor. Este método reduce las emisiones de CO2 y las cantidades de carbón usado.

Pirolisis

Métodos termoquímicos

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Tecnologías de conversión de biomasa en calor o electricidad

1) Digestión anaeróbica (Fermentación Metánica): Es un proceso biológico en el que la materia orgánica (estiércol, purines, residuos agrícolas, lodos de aguas residuales, residuos urbanos sólidos o líquidos, residuos de la industria alimentaria etc.), mediante la acción de un consorcio de microorganismos específicos y en ausencia de oxígeno, se descompone en biogás (en el que entre el 50% y el 70% es metano) y en digestato, que es una mezcla de productos minerales y compuestos de difícil degradación.

2) Fermentación alcohólica: Fermentación de los hidratos de carbono que se encuentran en las plantas para obtener etanol, que se usara como combustible en diferentes procesos de combustión.

Métodos Bioquímicos

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Sistemas de aprovechamiento de la biomasa• Producción de energía térmica: Métodos de combustión directa para

producir calor que pueda ser utilizado directamente. El calor generado puede usarse para generar vapor y crear energía o usar el calor directamente para usos del hogar. Este proceso tiene una alta tasa de contaminación.

• Producción de biogás: Este sistema se basa en la generación de biogas (metano) que se usará en la industria agrícola o ganadera, con la generación de calor y electricidad. Este proceso es el principal uso de la biomasa, además de ser uno de los procesos que más energía produce gracias a las heces de los animales, que tienen un alto rendimiento de generación de energía.

• Producción de biocombustible: Alternativa a los combustibles tradicionales basados en combustibles fósiles. Existen 2 Tipos:

Bioetanol: Alternativa a la gasolina, se obtiene a partir de cultivos de cereales, remolacha, maíz y legumbres.

Biodiesel: Es el sustituto del diésel tradicional, mejora la producción de energía.

• Energía eléctrica: La energía eléctrica se obtiene a partir de gasificación y combustión, se puede generar hasta 50MW.

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Energía Mareomotriz• La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las

mareas: mediante el uso de un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más segura y aprovechable.

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Métodos de generación de energía1) Generador de la corriente de marea: Los generadores

de corriente de marea Tidal Stream Generators (TSG) hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manera similar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas eólicas.

2) Presa de marea: Las presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe en la diferencia de altura (o pérdida de carga) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de un estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales.

3) Energía mareomotriz dinámica: La energía mareomotriz dinámica (Dynamic tidal power o DTP) es una tecnología de generación teórica que explota la interacción entre las energías cinética y potencial en las corrientes de marea

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Energía Undimotriz• Es la energía que permite la obtención de electricidad a partir

de energía mecánica generada por el movimiento de las olas.

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Sistemas de conversión de energía undimotriz en energía eléctrica1. Dispositivos Flotantes Amarrados

2. Sistemas de Columnas de Agua Oscilantes

3. Sistemas de Superficies Articuladas

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Actualidad y Problemática en Perú• En el siguiente tabla se aprecia la

potencia total instalada de energía en el Perú vs. La capacidad utilizada:

Recurso Energético Renovable

(RER)

Potencial Total (MW)

Capacidad Utilizada

(MW)

Porcentaje (%)

Hidráulico 70000 3118 4.45%

Eólico 22000 142 0.65%

Solar Indefinida 80 Indefinida

Biomasa 450 27.4 6.09%

Geotérmica 3000 0 0.00%

“En Perú somos casi totalmente dependientes de los combustibles fósiles”

Fuentes Primarias de Energía

Fuentes secundaria

s de energía

Energía Eléctrica

Hidroenergía (11%)

Biomasa (13%)

Gas natural (27%)

Petróleo y líquidos de gas natural (46%)

Carbón (4%)

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GRACIAS