1. Tema 7: Recursos naturals. Energies

5. 1. Concepte d’energia convencional i alternativa

7. 2. Energies convencionals 1. El carbó Torba La seva explotació comença a 1850 amb la industrialització. Actualment s’utilitza en indústria metal·lúrgica i centrals tèrmiques Tipus Antiguitat [C] Energia Contaminants Torba Recent < 60% Baixa Alt Lignit Antic 60% - 75% Moderada Moderat Hulla Paleozoic 75% - 90% Alta Baix Antracita Paleozoic > 90% Molt alta Molt baix

9. 2. Energies convencionals 2. El petroli i el gas natural Extracció petroli El petroli és un líquid amb elevada concentració de carboni que es va formar en àrees oceàniques properes a la costa, actualment enfonsades en zones oceàniques (Mar del Nord) o continentals (Aràbia)

10. 2. Energies convencionals 2. El petroli i el gas natural Com a líquid de baixa densitat (es va formar al llarg de 10 a 200 anys a una temperatura entre 70 a 130 o C) té tendència a ascendir per les capes permeables ( roca magatzem ) o fractures obertes (baixa pressió) fins trobar una capa impermeable o trampa petrolífera

14. 2. Energies convencionals 2. El petroli i el gas natural Rotura oleoducte a Brasil Prestige a Galícia Els accidents o actes terroristes en conduccions o transport de petroli poden desencadenar uns riscos induïts o antropogènics que cal tenir en compte per les repercusions ambientals que poden tenir (destrucció d’alguns ecosistemes).

15. 2. Energies convencionals 2. El petroli i el gas natural Oleoducte Alaska L’alt preu i l’elevat requeriment d’aquest producte provoca la recerca denous pous per què s’estima que hi ha reserves en alguns llocs per uns 40 a 100 anys.

16. 2. Energies convencionals 2. El petroli i el gas natural * No renovable. Se estima que, al ritmo de consumo actual, las reservas se agotarán en menos de 100 años. * Transporte caro * Difícil almacenamiento * Provoca graves problemas ambientales: efecto invernadero, lluvia ácida... * Es un desperdicio destinar a ser quemados materiales que son materias primas para la industria química, medicina, alimentación, etc. * Facilidad de extracción * Tecnología bien desarrollada * Además de fuente de energía, en los procesos de separación, se proporcionan materias primas para la industria química, medicina, alimentación,... INCONVENIENTES VENTAJAS

18. 2. Energies convencionals 3. La fissió nuclear Central d’Ascó

21. 2. Energies convencionals 4. L’energia hidràulica Una turbina acoblada a un generador elèctric permet aprofitar l’energia potencial. Poden ser minicentrals o macroinstal·lacions És tradicional i en í mateix és una energia neta encara que la construcció té efectes ambientals a tenir en compte.

22. 2. Energies convencionals 4. L’energia hidràulica 1. Embalse 2. Toma de agua 3. Conducto metálico embutido en la presa 4. Compuertas de entrada en posición de izada 5. Válvulas de entrada de agua a turbinas 6. Turbina 7. Alternador 8. Puente grúa de la central 9. Compuerta de salidas &quot;izada&quot; 10. Puente grúa para izada de la compuerta de salida 11. Conducto de salida

23. 2. Energies convencionals 4. L’energia hidràulica 1. Rodete 2. Cuchara 3. Aguja 4. Tobera 5. Conducto de 6. entrada 7. Mecanismo de regulación 8. Cámara de salida

24. 2. Energies convencionals 4. L’energia hidràulica * Imprevisibilidad de las precipitaciones * Capacidad limitada de los embalses * Impacto medioambiental en los ecosistemas * Coste inicial elevado (construcciones de grandes embalses) * Riesgos debidos a la posible ruptura de la presa * Es una energía limpia * No contaminante * Su transformación es directa * Es renovable INCONVENIENTES VENTAJAS

26. 3. Energies alternatives 1. L’energia eòlica Vents locals o vents de canó

27. 3. Energies alternatives 1. L’energia eòlica. Aerogeneradors La tecnologia a anat augmentant fins arribar a uns nivells acceptables de producció energètica. Aixó ha comportat un augment en el seu ús

29. 3. Energies alternatives 1. L’energia eòlica Generadores asíncronos (pesan menos y no necesitan un régimen tan constante como el de los síncronos), mal acoplamiento a la red, se necesita una red potente que absorba las inestabilidades. -La potencia obtenida es directamente proporcionar al área barrida por las palas y al cubo de la velocidad del viento. -Es necesario elevar la altura del generador para conseguir una mayor velocidad del aire (teoría de la capa límite). -Se instalan generalmente en zonas de alta montaña o frente al mar, en el caso de alta montaña el descenso de la densidad del aire actúa de forma negativa en la potencia. -A mayor número de palas menor rendimiento (la estela que deja una la puede recoger la siguiente y frenarse). A mayor número de palas menor par de arranque. Se toma la opción de tripala como la óptima. -Paso de pala y orientación variable. -Generadores que se usan actualmente: Generador 600 kW, torre de 35/40/45/50/55 m de altura y 39/42/44 m de diámetro. -Generadores futuros: Generador 1500 kW, torre de 50m de altura y 63 m de diámetro de pala (algunos equipos llevan dos generadores de 750 kW acoplados en paralelo). En España están aún en fase de ensayo. - La torre tiene unos 3.6m en la base de diámetro y 2m en la parte mas alta (unas 32 toneladas). - La barquilla (conjunto situado en la parte superior de la torre) tiene 5m de largo y pesa 18 toneladas. - El conjunto de rotor y aspas pesa unas 8 toneladas. - Peso total entre 55 y 62 toneladas. - El precio medio por torre en un parque medio (24 MW), incluida toda instalación y subestación ronda los 81 millones de pesetas por grupo (de 600 Kw).

30. 3. Energies alternatives 1. L’energia eòlica Inconvenients: 1. Part elevada de montanyes (impacte visual important) 2. Sorolls Parcs eòlics

31. 3. Energies alternatives 1. L’energia eòlica Inconvenients: 3. Mort d’aus 4. Interferència en les comunicacions 5. La construcció (fer camí de més de 4 metres per transportar les torres) i accesos produeixen impactes negatius Part eòlic marí Llei de Benz : “ Només es pot convertir menys de 16/27 (el 59%) de l’energia cinètica en energia mecànica amb un aerogenerador&quot;.

32. 3. Energies alternatives 1. L’energia eòlica. Aerobombes Aerobomba Són una espècie de molins que serveixen per extraure aigua de pous

33. 3. Energies alternatives 1. L’energia eòlica. Aerobombes * Intermitencia de los vientos * Dispersión geográfica * Impacto ambiental sobre ecosistemas * Generación de interferencias * Tecnología en desarrollo * Dificultad de almacenamiento * Limpia * Sencillez de los principios aplicados * Conversión directa * Empieza a ser competitiva INCONVENIENTES VENTAJAS

34. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Energia solar tèrmica Es tracta d’aconseguir aigua o aire calent

35. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar 1. Col·lector solar de baixa temperatura (<100 o C) per ús domèstic. Una membrana fina que per dins circula aigua a molt baixa velocitat que es escalfada e introduida de nou en l’edifici.

36. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Energia solar tèrmica Pot ser utilitzada en grans superfícies com piscines, etc. Zones en insolació elevada, cara sur, baixa quantitat de dies en boira o núvols doncs disminueix mollt l’efectivitat.

37. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Energia solar tèrmica Col·lector solar

38. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar A més, aquests centres tenen escalfadors de gas que poden acabar d’escalfar l’aigua o si es requereix més utilitzar-la com alternativa a la solar.

39. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar 1. Col·lector solar de temperatura mitjana (100 o C-300 o C): Colector solar parabòlic amb sensor o rellotge per seguir la posició del sol i rendibilitzar el procés

40. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar 1. Col·lector solar de temperatura alta (fins a 4.000 o C) o heliòstats

41. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar 1. Caldera 2. Camp de heliostats 3. Torre 4. Magatzem tèrmic 5. Generador de vapor 6. Turbo-alternador 7. Aero-condensador 8. Línies de transport d’energia elèctrica

42. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Central heliostàtica

43. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Energia solar fotovoltàica

44. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Arquitectura bioclimàtica

45. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Arquitectura bioclimàtica

46. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Arquitectura bioclimàtica

47. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Hivernacles o utilització de l’efecte hivernacle

48. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Energia solar fotovoltàica Són transformadors d’energia solar en energia elèctrica. Requereixen acumuladors o bateries. Poden ser sistemes autònoms i tenir o no bateries o piles (relotges o calculadores)

49. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Energia solar fotovoltàica Són molt útils per produir energia en llocs asolellats i lluny de zones on seria molt car i ecològicament negatiu fer-hi arribar cables elèctrics Caseta de constrolo de circulació carretera i semàfors i panells informatius

50. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Energia solar fotovoltàica Altres sistemes estan en xarxa. Si produeixen energia excedentària la xarxa pot disposar d’elle doncs són negavatis i les empreses han de pagar l’ús d’aquesta energia. Són cares i tenen, com a mínim, una rendibilitat mínima de 5 anys.

51. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar * Grandes variaciones en el tiempo de irradiación * Es aprovechable sólo en algunas partes del planeta * Necesidad de grandes superficies de captación para su aprovechamiento a gran escala * Tecnología en desarrollo * Dificultad de almacenamiento * Limpia * Sencillez de los principios aplicados * Conversión directa * Empieza a ser competitiva INCONVENIENTES VENTAJAS

52. 3. Energies alternatives 2. L’energia solar Estació mixta

53. 3. Energies alternatives 3. L’energia geotèrmica El gradient geotèrmic normal és de 2,5-3 o C/100m, encara que hi ha zones en el que el gradient és superior a 10 o C/100m i es pot aprofitar si la geologia ho permet: * Zones de subducció on el magma ascendeix * Dorsals o rift: ascens per convecció (islàndia) * Punts calents (Yellowstone o hawai) * Falles de distensió postorogènic alpí (Catalunya)

54. 3. Energies alternatives 3. L’energia geotèrmica

55. 3. Energies alternatives 3. L’energia geotèrmica

56. 3. Energies alternatives 3. L’energia geotèrmica * No renovable * Sólo es aprovechable en lugares muy concretos * Tecnología en desarrollo * Limpia * En los sitios donde se da, es abundante INCONVENIENTES VENTAJAS

57. 3. Energies alternatives 4. Hidrogen S’obté per electrolisi d’aigua i s’introdueix en piles on es fa reaccionar amb oxigen per generar corrent elèctric. No produeix més que H 2 O, calor i no fa soroll

58. 3. Energies alternatives 5. Energia mareomotriu La central mareomotriu de Rance, a França, va constitui el primer exemple d’aprofitament no experimental de l’energia de les marees, per produir anualmente més de 500 GWh.

59. 3. Energies alternatives 5. Energia mareomotriu * Necesita construir presas y diques * Posible impacto ambiental en ecosistemas * Sólo es aprovechable en lugares muy concretos (diferencia entre plenamar i bajamar de 10m ) * Corrosión de los sistemas * Limpia * Renovable INCONVENIENTES VENTAJAS

60. 3. Energies alternatives 6. Fusió nuclear Per fer una fusió entre dos nuclis fa falta que s’aproximin molt (requereix temperatures de 60-70·106 oC) doncs es repel·len. Aixó expulsa els electrons i queda un plasma de protons que es poden fusionar i desprendre molta energia. * Dificultad del desarrollo tecnológico necesario. Actualmente se encuentra en fase de investigación y desarrollo. * No se ha establecido aún si origina residuos peligrosos. * Escasa contaminación * Recursos prácticamente ilimitados INCONVENIENTES VENTAJAS

61. 3. Energies alternatives 7. Biomassa La biomassa vegetal es pot barrejar amb gasoil i s’obtenen biocombustibles. També es pot fabricar compost per digestió bacteriana a partir de fems o deixalles orgàniques urbanes que desprén gasos (50% metà) * Necesidad de grandes superficies de cultivo * Tecnología en desarrollo * Favorece el reciclaje de residuos urbanos * Contribuye a una mejor limpieza de los bosques y como consecuencia previene incendios forestales * Aprovecha ciertos terrenos que no son válidos para otros cultivos. INCONVENIENTES VENTAJAS