¿Cuáles son las principales fuentes de energía usadas para producir electricidad?
Las fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía para realizar sus actividades.
Estas fuentes se clasifican en dos grandes grupos: renovables, o no renovables según si sus recursos son ilimitados o limitados.
Renovables: son aquellas que, tras ser utilizadas, se pueden reutilizar. Existen varias fuentes de energía renovables como:
Energía solar (Sol): Esta fuente de energía se basa en aprovechar la energía procedente del sol. Hay dos tipos de centrales solares:
Central térmica solar: solo se aprovecha la luz del sol sin ningún otro tipo de combustible.
- 1. La luz se refleja en un conjunto de espejos orientados (helióstatos) para concentrar la luz reflejada hacia una caldera.
- 2. En la caldera se calienta agua hasta convertirse en vapor, que se dirige hacia unas turbinas.
- 3. De nuevo, un generador conectado a las turbinas convierte la energía mecánica en energía eléctrica.
- 4. Luego, la energía eléctrica se distribuye por los tendidos eléctricos, como en los otros casos.
El mayor problema es la baja eficiencia de estas centrales, pues proporcionan menos energía que una central térmica. Además estas centrales solo son rentables en regiones donde durante la mayor parte del año hace sol. Pero la energía solar es una fuente de energía renovable, es decir, no se agota. Al contrario que los combustibles como el carbón o el petróleo, los cuales acabarán agotándose tarde o temprano.
Central solar fotovoltaica: consiste en la transformación directa de la energía luminosa en energía eléctrica. Se utilizan para ello unas placas solares formadas por células fotovoltaicas (de silicio o de germanio)
Algunos materiales emiten electrones cuando incide luz sobre ellos. La circulación de estas cargas eléctricas crea una corriente eléctrica. A este fenómeno se le llama efecto fotoeléctrico. Estos materiales forman las células solares o fotovoltaicas. Un panel solar está formado por varias células solares.
Los paneles fotovoltaicos generan corriente continua, pero la electricidad que se consume en nuestras casas es de corriente alterna.
Para transformar la corriente continua en corriente alterna se utiliza un elemento que se llama convertidor.
La corriente eléctrica generada por los paneles fotovoltaicos puede consumirse en el momento o acumularse en un sistema de baterías. Así se podrá disponer de la energía eléctrica fuera de las horas de Sol. Para mejorar el rendimiento de los paneles fotovoltaicos suelen colocarse sobre un elemento que se orienta con el Sol siguiendo su trayectoria, desde el amanecer hasta el anochecer, con el fin de que los rayos siempre incidan perpendicularmente al panel y obtener así un mayor rendimiento.
Ventajas: Es una energía no contaminante y proporciona energía barata en países no industrializados.
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Inconvenientes: Es una fuente energética intermitente, ya que depende del clima y del número de horas de Sol al año. Además, su rendimiento energético es bastante bajo.
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Energía eólica (viento): es la energía producida por el viento. Se transforma en electricidad en unos aparatos llamados aerogeneradores.
En estas centrales, la energía mecánica del viento mueve las aspas de un aerogenerador. En el interior, este movimiento se transmite a un generador de energía eléctrica.
Igual que en el caso de las centrales solares, existe un fuerte condicionante geográfico, pues el sistema solo es rentable en áreas con fuertes vientos. Así, existen parques eólicos en Tarifa (Cádiz) o en Las Muelas (Zaragoza).
El número de palas óptimo de la turbina depende de la velocidad del viento, la estabilidad cuando se mueve, el rendimiento y el peso.
Cuando el viento sopla a velocidades muy altas, es suficiente con un número pequeño de palas. Además, los aerogeneradores con un número impar de palas son más estables.
Ventajas: Es una fuente de energía inagotable y, una vez hecha la instalación, gratuita. Además, no contamina: al no existir combustión, no produce lluvia ácida, no contribuye al aumento del efecto invernadero, no destruye la capa de ozono y no genera residuos.
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Inconvenientes: Es una fuente de energía intermitente, ya que depende de la regularidad de los vientos. Además, los aerogeneradores son grandes y caros.
Energía hidráulica (embalses): es la energía producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura (que posee energía potencial gravitatoria). Si en un momento dado se deja caer hasta un nivel inferior, esta energía se convierte en energía cinética y, posteriormente, en energía eléctrica en la central hidroeléctrica.
Esta toma de admisión tiene una cámara de compuertas que controla la admisión del agua a una
tubería forzada que tiene por fin llevar el agua desde las tomas hasta las máquinas de la central. El
agua en la tubería forzada transforma su energía potencial en cinética, es decir, adquiere velocidad.
Al llegar a las máquinas, actúa sobre los álabes del rodete de la turbina, haciéndolo girar y perdiendo
energía. El rodete de la turbina está unido por un eje al rotor del alternador que, al girar con los polos
excitados por una corriente continua, induce una corriente alterna en las bobinas del estátor del
alternador.
A la vez que el eje de la turbina y el alternador, gira un generador de corriente continua llamado
excitatriz, que es el que excita los polos del rotor del alternador. El agua, una vez que ha cedido su
energía, es restituida al río, aguas debajo de la central.
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