energias renovables para la conservación del medio ambiente

energias renovables

1. PROF. YONY CARLOS LARICO PUÑO

2. ¿QUÉ ES ENERGÍA ? La energía es la capacidad que tienen los objetos para cambios TRABAJO: TRABAJO MECÁNICO. EMISIÓN DE LUZ. GENERACIÓN DE CALOR, ETC .

3. CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA A.- SE TRANSFIERE: Esto quiere decir que puede pasar de un cuerpo a otro, ejm. cuando pateamos un balón le transferimos parte de la energía que hemos incorporado a partir de los alimentos.

4. CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA B.- Se transforma: Es decir, puede cambiar de una forma a otra, ejm. la energía mecánica del agua que se transforma en agua

5. CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA C.- La energía se conserva: cuando una forma de energía se transforma en otra. la cantidad de energía total siempre permanece constante. Ejm Principio de conservación de la energía :“La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma”

6. CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA D.- LA ENERGÍA PUEDE SER ALMACENADA: la energía almacenada corresponde a distintas manifestaciones de la energía potencial Ejm Pila, cargador portátil, etc

7. ¿CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA?

8. ¿Cómo se clasifican las fuentes de energía? Fuentes de energía: Las Fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades. El origen de casi todas las fuentes de energía es el Sol, que "recarga los depósitos de energía". Las fuentes de energías se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables; según sean recursos "ilimitados" o "limitados".

9. ¿Cómo se clasifican las fuentes de energía? Energías renovables Son fuentes en que la energía disponible existe en cantidades ilimitadas Estas fuentes de energía: Son recursos limpios y casi inagotables que nos proporciona la naturaleza.

10. ¿Cómo se clasifican las fuentes de energía? Energías no renovables de modo que se agotan a medida que se van utilizando Este tipo de energía son altamente contaminantes para el medio ambiente . Son fuentes en que la energía disponible existe en cantidades limitadas

11. ¿Cuál es la dependencia energética en nuestro entorno? La dependencia energética es la cantidad de energía que un país necesita importar para abastecerse

12. ¿A qué dedicamos la energía? A nivel mundial, la mayor parte de la energía consumida se dedica a la producción de electricidad y al trans porte

13. ¿ES SOSTENIBLE EL ACTUAL MODELO ENERGÉTICO?

14. ¿Crees que el modelo energético actual es sostenible a largo plazo?

15. ESTÁ AGOTANDO LAS RESERVAS DE COMBUSTIBLE. CONTRIBUYE AL EFECTO INVERNADERO CONTRIBUYE A LA CONTAMINACIÓN LOCAL Y A LA LLUVIA ÁCIDA. ORIGINA RIESGOS PARA LA PAZ MUNDIAL. CONTRIBUYE A LA DEFORESTACIÓN. ¿POR QUÉ NO ES SOSTENIBLE ESTE MODELO?

16. ¿ QUÉ ES EL MODELO ENERGÉTICO ACTUAL?

17. EL EFECTO INVERNADERO

18. ¿QUÉ ES EL EFECTO INVERNADERO? El efecto invernadero es un fenómeno natural que permite que la Tierra mantenga una temperatura adecuada para la vida.

19. Gases de efecto invernadero Principales gases Dióxido de carbono (CO₂) Metano (CH₄) Óxidos de nitrógeno ( NOx ) Vapor de agua Fuentes: Quema de combustibles fósiles Agricultura y ganadería Deforestación

20. EFECTOS DEL AUMENTO DEL EFECTO INVERNADERO Calentamiento global Derretimiento de los polos Aumento del nivel del mar Cambios extremos en el clima Pérdida de biodiversidad

21. ¿Qué es la lluvia Lluvia acida? Es una forma de precipitación contaminada con. ácidos, como el ácido sulfúrico (H₂SO₄) ácido nítrico (HNO₃). Se forma cuando gases contaminantes (óxidos de cobre, azufre nitrógeno) se mezclan con el vapor de agua en la atmósfera.

22. ¿Qué la causa? Fuentes principales: Quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo) Emisiones de fábricas y vehículos Los gases contaminantes suben, reaccionan con el agua y forman lluvia ácida.

23. CONSECUENCIAS Daños a ecosistemas : bosques, ríos y lagos. Desgaste de monumentos : corroe piedra y metal. Afecta la salud : irritación en ojos y pulmones. Deteriora suelos agrícolas .

24. ¿Qué es la deforestación? Es la eliminación total o parcial de los bosques y selvas por actividades humanas. Se realiza para obtener madera, expandir la agricultura o construir infraestructuras.

25. Causas principales

26. CONSECUENCIAS Pérdida de biodiversidad Cambio climático (menos árboles = más CO₂) Erosión del suelo Alteración del ciclo del agua Pérdida de hábitat para animales

27. SOLUCIONES: Usar energías renovables Plantar árboles Reducir emisiones contaminantes Promover el transporte sostenible Reducir el uso de combustibles fósiles Filtros en fábricas y autos Uso de energías limpias Educación ambiental

28. Actividad de aprendizaje Agotamiento de los combustibles fósiles Efecto invernadero Lluvia ácida Deforestación Tensiones sociales por recursos energéticos Diferencia entre energía y potencia

29. Actividad de aprendizaje Cada grupo debe: Buscar una noticia o caso reciente relacionado. ¿Qué sucede? ¿Por qué ocurre? ¿Qué consecuencias tiene? ¿Qué soluciones hay?

30. ENERGÍAS RENOVABLES TIPOS DE CENTRALES Y SU FUNCIONAMIENTO Tabla Comparativa: Energías Renovables vs. No Renovables CRITERIO ENERGÍAS RENOVABLES ENERGÍAS NO RENOVABLES Ejemplos Solar, eólica, hidroeléctrica, geotérmica, biomasa. Petróleo, gas natural, carbón, energía nuclear (combustible fósil). Sostenibilidad Altamente sostenibles. Se regeneran naturalmente y no se agotan. No sostenibles. Recursos finitos que se agotan con su uso. Impacto Ambiental Bajo. No emiten gases de efecto invernadero (GEI) durante su uso. Alto. Generan CO₂, contaminación del aire, agua y suelo. Costos Iniciales Generalmente altos (infraestructura y tecnología). Más bajos debido a tecnologías maduras y redes existentes. Costos Operativos Bajos. Materia prima gratuita (sol, viento, agua). Altos. Costos continuos de extracción, transporte y tratamiento.

31. Tipos de Centrales Renovables TIPOS DE CENTRALES RENOVABLES PARQUES EÓLICOS : Energía del viento seguro ¿ Qué es la energía eólica? Fuente renovable que aprovecha la energía cinética del viento. Utilizada desde la antigüedad (molinos). Hoy se transforma en electricidad mediante aerogeneradores .

32. TIPOS DE ENERGÍA EÓLICA Onshore (en tierra) instalaciones que aprovechan la energía eólica para generar electricidad en tierra .

33. Offshore (en el mar) instalaciones de energía eólica ubicadas en el mar, aprovechando la velocidad y constancia del viento en alta mar para generar electricidad

34. ¿Qué es un parque eólico? Conjunto de aerogeneradores conectados entre sí. Distribuidos estratégicamente para maximizar el rendimiento. Interconectados a una red eléctrica.

35. COMPONENTES DE UN PARQUE EÓLICO Aerogenerador (palas, generador, torre, Subestación Sistema de control y monitoreo

36. FUNCIONAMIENTO BÁSICO El viento mueve las palas. Se transmite energía mecánica al generador. El generador produce electricidad. Se envía a la red.

37. https://www.youtube.com/watch?v=rQ-3hSdJI-0&ab_channel=Ecolog%C3%ADaVerde

38. Ejemplo real - Parque Eólico Wayra I (Perú) Nombre: Parque Eólico Wayra I Ubicación: Ocucaje, Ica, Perú Capacidad instalada: 132 MW Aporte: Abastece aproximadamente a 500,000 hogares peruanos y evita la emisión de más de 285,000 toneladas de CO₂ al año.

39. CENTRALES SOLARES FOTOVOLTAICAS Principio : Efecto fotovoltaico en paneles de silicio (monocristalino, policristalino). Componentes : Paneles, inversores, estructuras de soporte, baterías (opcional). Tipos : Plantas a gran escala vs. autoconsumo. Innovaciones : Paneles bifaciales, seguidores solares.

40. ¿Qué es la energía solar fotovoltaica? Fuente renovable que convierte la energía solar en electricidad. Utiliza celdas fotovoltaicas hechas de materiales semiconductores. No requiere movimiento mecánico.

41. ¿Qué es una central solar fotovoltaica? Conjunto de paneles solares interconectados a gran escala. Instalada sobre tierra firme o techos. Conectada a la red eléctrica nacional.

42. Componentes principales Componentes principales Módulos o paneles solares Inversores Transformadores Centro de control

43. FUNCIONAMIENTO BÁSICO Los paneles capturan luz solar. La energía se transforma en corriente continua (CC). El inversor convierte CC en corriente alterna (CA). La energía se transforma y entrega a la red.

44. TIPOS DE INSTALACIONES SOLARES Fijas : orientadas de forma estática.

45. Con seguimiento solar : ajustan su ángulo según la posición del sol.

46. Flotantes : sobre lagunas o embalses.

47. Ventajas Fuente inagotable de energía. Bajo impacto ambiental. Requiere poco mantenimiento. Genera empleo local y desarrollo tecnológico. Desventajas Producción variable (depende del clima). Ocupa grandes extensiones de terreno. Alto costo inicial de instalación.

48. Ejemplo real - Central Solar Rubí (Perú) Nombre: Central Solar Rubí Ubicación: Moquegua, Perú Capacidad: 180 MW Impacto: Abastece a más de 350,000 hogares y evita la emisión de más de 440,000 toneladas de CO₂ al año.

49. Instalación, Elementos de la Energía Solar Fotovoltaica

50. CONEXIÓN EN SERIE Y PARALELO DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA

51. FICHA TÉCNICA: COMPONENTES DE UN SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO

52. ¿Qué es la energía solar térmica? Tecnología que convierte la radiación solar en energía térmica para calentar fluidos Es la energía que aprovecha el  calor del sol  para calentar fluidos (generalmente agua o aire) Los espejos concentran la luz del sol Agua caliente  en casas, piscinas o hospitales. Calefacción  de espacios. Procesos industriales  secado de alimentos Se calienta un fluido hasta temperaturas muy altas (300ºC - 1000ºC).

53. CENTRALES SOLARES TÉRMICAS DE ALTA TEMPERATURA Principio: Concentración de radiación solar (espejos) para calentar un fluido y generar vapor. Tecnologías: Colectores cilindro-parabólicos, torre central, discos Stirling. Almacenamiento: Sales fundidas para generación nocturna.

54. Componentes principales energía solar térmica COMPONENTES PRINCIPALES Campo solar (espejos o heliostatos, tubulareso colectores) Receptor, tanque Sistema de transferencia de calor Almacenamiento térmico (tanques)

55. Principios de circulación

56. ENERGIA SOLAR TERMICA Ventajas El calor no se crea mediante la quema de combustibles fósiles, es una energía renovable que no contribuye a la contaminación del aire y respeta el medio ambiente. Los colectores solares térmicos son silenciosos y discretos, y no producen ruidos ni olores significativos. Son instalaciones que se integran fácilmente con otras soluciones de calefacción renovable, eléctricas o sistemas más tradicionales de combustible fósil. Es una forma asequible de reducir el uso de electricidad o el gas que podamos utilizar en calefacción o para calentar el agua sanitaria. Bajo mantenimiento. A diferencia de los  sistemas solares fotovoltaicos , los sistemas solares térmicos no requieren un mantenimiento tan regular.  Desventajas Los sistemas deben ser diseñados, instalados y mantenidos correctamente.  . En los climas fríos, los colectores solares térmicos deben combinarse con fuentes de calor eléctricas para satisfacer todas las necesidades de una vivienda. Los colectores solares térmicos no producen agua caliente al instante. Se necesita tiempo para calentar el agua en el colector. Requiere pleno sol. Los sistemas de energía solar térmica sólo funcionan cuando brilla el sol. En zonas con inviernos suaves, esto no es un gran inconveniente. Sin embargo, en una zona con inviernos largos y fríos, estos sistemas pueden no ser suficientes para proporcionar el agua caliente para el consumo. Requiere más espacio: los sistemas térmicos utilizan un espacio amplio y abierto para recoger la energía del sol. 

57. Ejemplo internacional - Planta Solar Gemasolar (España) Ubicación: Sevilla, España Tecnología: Torre central con almacenamiento térmico en sales fundidas Capacidad: 20 MW Particularidad: Primera planta en operar 24 horas continuas con energía solar concentrada

58. CENTRALES GEOTÉRMICAS Principio: Extracción de calor del subsuelo (yacimientos de vapor o agua caliente). Tipos: De vapor seco, flash, binarias (según temperatura). Limitaciones: Ubicaciones específicas (ej. Anillo de Fuego).

59. ¿Qué es la energía geotérmica? E nergía térmica que se encuentra almacenada en el interior de la Tierra , que puede ser aprovechada para generar electricidad , calentar edificios o agua , y para otros usos industriales y agrícolas Fuente de energía renovable que proviene del calor interno de la Tierra. Se aprovecha en zonas con actividad volcánica o geotérmica.

60. ¿Qué es una central geotérmica? Instalación que extrae vapor o agua caliente del subsuelo. Usa ese calor para mover turbinas que generan electricidad. Tipos de plantas geotérmicas De vapor seco De vapor flash

61. Funcionamiento básico Se perfora hasta un reservorio geotérmico. El calor natural calienta agua hasta convertirla en vapor. El vapor mueve una turbina. La turbina activa un generador eléctrico.

62. Planta Geotérmica de Cerro Prieto (México) Ubicación: Baja California, México Capacidad: más de 570 MW Importancia: Una de las más grandes del mundo y la mayor en Latinoamérica.

63. https://streaming.udem.edu.co/media/cerro-prieto-ejemplo-de-central-de-flasheo https://www.facebook.com/watch/?v=361397738451457

64. Potencial geotérmico en el Perú El Perú tiene zonas geotérmicas en el sur (Arequipa, Moquegua, Tacna). Se han identificado más de 60 puntos con potencial. Actualmente no hay plantas en operación, pero hay proyectos en estudio.

65. Ventajas Fuente constante (no depende del clima). Bajas emisiones de gases de efecto invernadero. Alta eficiencia. Ideal para zonas volcánicas. Desventajas Ubicación limitada a ciertas regiones. Riesgo de sismos inducidos y emisiones de gases subterráneos. Costos iniciales altos por perforación.

66. Tabla Comparativa Tecnología Potencia Típica Factor Capacidad Costo Instalación (USD/kW) Ventajas Desventajas Eólica 2-8 MW 30-50% 1,000-1,500 Alta eficiencia Intermitencia Solar PV 1-5 MW/km² 15-25% 800-1,200 Modular Dependencia climática

67. Suministro eléctrico CÓMO ES LA RED ELÉCTRICA La red eléctrica está formada por 3 grandes partes: Generación : centrales que producen electricidad (térmicas, hidroeléctricas, eólicas, solares). Transmisión: torres y líneas de alta tensión que transportan la electricidad a largas distancias. Distribución: red urbana o rural que lleva la electricidad hasta nuestras casas.

68. Cómo varía un día de electricidad Gráfico sugerido: Curva de demanda diaria (demanda baja en la madrugada, pico por la tarde-noche). Ideas clave: Demanda base vs. pico de demanda . Fuentes rápidas de generación para los picos (gas natural, hidroeléctrica de paso). Dinámica rápida: Preguntar a los alumnos: ¿cuándo usan más electricidad en sus casas? (Reflexión sobre patrones de uso).

69. Hora Demanda (MW) Comentario 30 Madrugada (mínimo) 3 25 Punto más bajo 6 40 Inicio de actividad 9 70 Horario laboral 12 80 Mediodía (almuerzo) 15 75 Tarde temprana 18 95 Pico máximo (18h-21h) 21 90 Noche activa 24 50 Fin del día

70. CÓMO VARÍA UN AÑO DE ELECTRICIDAD Factores clave que influyen en la demanda anual : Estacionalidad climática : Invierno : Aumento por calefacción eléctrica, iluminación temprana. Verano : Picos por aire acondicionado (especialmente en horas de mayor calor). Primavera/Otoño : Demanda más estable (climas templados). Producción renovable : Energía solar : Mayor generación en verano (días más largos). Energía eólica : Suele ser más intensa en invierno (en muchas regiones). Hidroeléctrica : Depende de lluvias/deshielos (ej. mayor en primavera). Eventos sociales : Navidad/verano: Aumento en hogares (decoración, electrodomésticos). Vacaciones industriales: Caída en demanda industrial (ej. agosto en Europa).

71. CÓMO SE PUEDE ALMACENAR LA ENERGÍA ELÉCTRICA Centrales reversibles o de bombeo (hidroeléctricas reversibles) Funcionan como "baterías de agua": bombean agua hacia arriba cuando hay excedente, y la dejan caer para generar electricidad cuando se necesita. Ejemplo: La Muela (España), Bath County (EE. UU.). b. Pilas y baterías Lítio , sodio, plomo-ácido. Usadas desde teléfonos móviles hasta sistemas de respaldo de red. Concepto de capacidad (kWh) y potencia (kW).