ENERGÍA NUCLEAR

La energía nuclear es la energía contenida en el núcleo de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividirse un elemento químico manteniendo sus propiedades. En el núcleo de cada átomo hay dos tipos de partículas (neutrones y protones) que se mantienen unidas. La energía nuclear es la energía que mantiene unidos neutrones y protones.

FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL NUCLEAR

El principal uso que se le da actualmente a la energía nuclear es el de la generación de energía eléctrica. Las centrales nucleares son las instalaciones encargadas de este proceso.

Prácticamente todas las centrales nucleares en producción utilizan la fisión nuclear ya que la fusión nuclear actualmente es inviable a pesar de estar en proceso de desarrollo.

El funcionamiento de una central nuclear es idéntico al de una central térmica que funcione con carbón, petróleo o gas excepto en la forma de proporcionar energía calorífica (calor) en el agua para convertirla en vapor. En el caso de los reactores nucleares este calor se obtiene mediante las reacciones de fisión nuclear de los átomos del combustible nuclear, mientras que en las otras centrales térmicas se obtiene energía térmica mediante la quema de uno o varios combustibles fósiles.

A nivel mundial el 90% de los reactores nucleares de potencia, es decir, los reactores destinados a la producción de energía eléctrica son reactores de agua ligera (en las versiones de agua a presión o de agua en ebullición). En ingeniería nuclear se denomina agua ligera al agua corriente

Para hacer funcionar una central nuclear se dispone de una gran variedad de tipos de reactores nucleares. Sin embargo, todos los tipos de reactores nucleares tienen un mismo objetivo: utilizar el calor de las reacciones de fisión nuclear para accionar las turbinas que van a generar electricidad.

De todos los tipos de reactores nucleares destacan dos: el reactor nuclear de agua a presión (PWT) y el reactor nuclear de agua en ebullición (BWR). El reactor de agua a presión es el más utilizado en el mundo y el que vamos a explicar simplificadamente a continuación.

TIPOS DE ENERGÍA

Energia Mecanica

La energía mecánica es aquella energía que se produce por el movimiento o la ubicación de un objeto. La energía mecánica es conformada por la suma de la energía potencial y la energía cinética.

Ejemplo: Un objeto que tiene energía mecánica posee tanto energía potencial como energía cinética, aunque una de esas dos formas de energía puede ser igual a cero.

Un vehículo que esta en movimiento posee energía cinética. Por ejemplo, si se mueve un coche por una montaña, tiene energía potencial y cinética. Un libro que esta apoyado sobre una mesa posee energía potencial.

Energía térmica

La energía térmica o calorífica reflejan la diferencia de la temperatura entre dos sistemas.

Ejemplo: Una taza de café caliente posee energía térmica. La cual genera calor y brinda energía termina a su entorno.

Energía nuclear

La energía nuclear es una energía que se produce por los cambios en los núcleos atómicos o de las reacciones nucleares.

Ejemplo: la fusión nuclear, la fisión nuclear y la descomposición nuclear son claros ejemplos de la energía nuclear. Una detonación atomica o el poder que posee una planta nuclear son ejemplos de este tipo de energía.

Energía química

La energía química es el resultado de las reacciones químicas entre las moléculas y los átomos. Existen varios tipos de energía química, como es la energía quimioluminiscencia y la electroquimica.

Ejemplo: Un excelente ejemplo de energía química es una batería o pila electroquimica.

Energía electromagnética

La energía electromagnética o energía radiantes es la energía de la luz o de las ondas electromagnéticas.

Ejemplo: cualquier forma de luz posee energía electromagnética, incluyendo las partes del espectro que no podemos ver. La radio, los rayos X, los rayos gamma, los microondas y la luz ultravioleta son algunos de los ejemplos de energía electromagnética.

Energia Sonica

La energía sonica es la energía de las ondas de sonido. Las ondas sonoras pueden viajar por el aire y otro tipos de medio.

Ejemplo: Una canción reproducida en un equipo de sonido o nuestra propia voz.

Energía gravitacional

La energía gravitacional esta asociada a la gravedad, la cual implica la atracción entre dos objetos en función de su masa. Sirviendo como base para la energía mecánica, como la energía potencial de un objeto que esta colocado en un estante o la energía cinética de la Luna en órbita alrededor de la Tierra.

Ejemplo: La energía gravitacional mantiene a la atmósfera en la Tierra.

Energía cinética

La energía cinética se trata de la energía del movimiento de un cuerpo. Iniciando desde cero hasta un valor positivo.

Ejemplo: Un niño que se esta columpiándose en un columpio. Sin importar si el swing se mueve hacia adelante o hacia atrás, el valor de la energía cinética nunca sera negativo.

Energía potencial

La energía potencial es aquella energía relacionada a la posición de un objeto.

Ejemplo: Cuando un niño se balancea en un columpio alcanza la parte superior, posee una energía potencial máxima. Cuando esta mas cerca del suelo, su energía potencial esta al mínimo, o sea 0. Otro de los ejemplo, es lanzar una pelota al aire. Donde en el punto mas alto, la energía potencial es mayor. Mientras que la pelota sube o baja posee una combinación de energía cinética y potencial.

Energía de ionización

La energía de ionización es la forma de energía que une a los electrones al núcleo de su átomo, ion o molécula.

Ejemplo: La primera energía de ionización de un átomo es aquella energía necesaria para elimina a un electrón por completo. La segunda energía de ionización es la energía necesaria para eliminar a un segundo electrón, la cual es mayor a la energía requerida para eliminar al primer electrón.

LA ENERGÍA

La energía es la capacidad que poseen los cuerpos para poder efectuar un trabajo a causa de su constitución (energía interna), de su posición (energía potencial) o de su movimiento (energía cinética). Es una magnitud homogénea con el trabajo, por lo que se mide en las mismas unidades, es decir en julios en el Sistema Internacional. Según la forma o el sistema físico en que se manifiesta, se consideran diferentes formas de energía: térmica, mecánica, eléctrica, química, electromagnética, nuclear, luminosa, etc.

TIPOS DE ENERGÍA

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Energía renovable

• Son recursos limpios y casi inagotables que nos proporciona la naturaleza.
• Por su carácter autóctono contribuyen a disminuir la dependencia de nuestro país de los suministros externos.
• Favorecen el desarrollo tecnológico y la creación de empleo.

Tipos de energía renovables

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Energía no renovable

• Son aquellas cuyas reservas son limitadas y, por tanto, disminuyen a medida que se consumen.
• A medida que las reservas son menores, es más difícil su extracción y aumenta su coste.
• Se consideran energías no renovables el petróleo, el carbón, el gas natural o la energía nuclear.

  Tipos de no energía renovables

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CENTRALES DE GENERACIÓN DE ENERGÍA

Central hidroeléctrica

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Central solar 
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Central de combustibles fosiles
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Centra eolica
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Central mareomotriz
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Energia nuclear
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Mareomotriz

CENTRAL MAREOMOTRIZ

Todos sabemos que en nuestro pequeño planeta Tierra el nivel del mar sube y baja debido a la influencia gravitatoria de la Luna y el Sol, dando lugar a las mareas. De este fenómeno se aprovecha la energía mareomotriz para generar electricidad.

¿Cómo funciona la energía mareomotriz?

El principio de funcionamiento es sencillo, normalmente existe un dique que separa dos masas de agua, el aumento del nivel en una de ellas por causa de la marea hace que aumente la presión con respecto a la otra. Esta diferencia de presiones es la que aprovecha un conjunto de turbinas para generar energía eléctrica.

Como se puede ver en el esquema, el proceso de generación mediante energía mareomotriz suele funcionar en ambos sentidos, tanto pleamar-bajamar como bajamar-pleamar. Además, este sistema cuenta con la ventaja de que la generación es bastante “predecible”, ya que depende directamente de las mareas. Esto hace que conozcamos la magnitud de la energía que se va a generar así como la distribución horaria de la generación. Por ejemplo, es mucho más sencillo predecir mareas, que condiciones de ventosidad para generación eólica.

CENTRAL EOLICA

La energía eólica es la energía que se obtiene del viento. Se trata de un tipo de energía cinética producida por el efecto de las corrientes de aire. Esta energía la podemos convertir en electricidad a través de un generador eléctrico. Es una energía renovable, limpia, que no contamina y que ayuda a reemplazar la energía producida a través de los combustibles fósiles.

El mayor productor de energía eólica del mundo es Estados Unidos, seguido de Alemania, China, India y España. En América Latina el mayor productor es Brasil. En España, la energía eólica abasteció de electricidad al equivalente a 12 millones de hogares, esto es un 18% de las necesidades del país (Fuente AEE).

¿Cómo funciona la energía eólica?

La energía eólica se obtiene al convertir el movimiento de las palas de un aerogenerador en energía eléctrica. Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento, sus predecesores son los molinos de viento.

Un aerogenerador lo conforman la torre; un sistema de orientación ubicado al final de la torre, en su extremo superior; un armario de acoplamiento a la red eléctrica pegado a la base de la torre; una góndola que es el armazón que cobija los componentes mecánicos del molino y que sirve de base a las palas; un eje y mando del rotor por delante de las palas; y dentro de la góndola, un freno, un multiplicador, el generador y el sistema de regulación eléctrica.

CENTRAL TERMICA DE COMBUSTIBLES FOSILES

Central termoeléctrica o Central térmica. Instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica. Contribuye al efecto invernadero, pues libera dióxido de carbono.

Funcionamiento… El calor generado al quemar el combustible (carbón, petróleo) se emplea para calentar agua en una caldera, que se transforma en vapor.

 … Este vapor de agua se dirige hacia unas turbinas y las hace girar, debido a su empuje

. … Un generador, el aparato capaz de producir electricidad, está acoplado a las turbinas, de manera que a medida que estas giran, se produce la energía eléctrica. 

… El generador está conectado a un transformador que convierte la corriente eléctrica para que se distribuya por los tendidos eléctricos

                                            CENTRAL SOLAR

Es aquella instalación en la que se aprovecha la radiación solar para producir energía eléctrica. Este proceso puede realizarse mediante la utilización de un proceso fototérmico, o de un proceso fotovoltaico. 

FUNCIONAMIENTO

Una central solar de tipo torre central, está formada por un campo de heliostatos o espejos direccionales de grandes dimensiones que reflejan la luz del sol y concentran los haces reflejados en una caldera situada sobre una torre de gran altura. 

En la caldera, el aporte calorífico de la radiación solar reflejada es absorbido por un fluido térmico. Dicho fluido es conducido hacia un generador de vapor, donde transfiere su calor a un segundo fluido, el cual, convertido así en vapor, acciona los álabes del grupo turbina-alternador para generar energía eléctrica: El fluido es posteriormente condensado en un aerocondensador para repetir el ciclo. 

La producción de una central solar depende en gran medida de las horas de insolación diarias del asentamiento en el que está ubicada. Para aumentar y estabilizar esta producción, suele disponer de sistemas de almacenamiento térmico intercalados en el circuito de calentamiento 

La energía producida, después de ser transformada, es transportada mediante líneas a la red general.

                                                                                       

En una central fotovoltaica como la representada en la figura se pueden distinguir cuatro partes: captación solar (paneles solares), unidad de monitorización, sala de potencia y centro de transformación. 

El elemento fundamental de una central fotovoltaica es el conjunto de las células fotovoltaicas. Éstas, integradas primero en módulos y luego en paneles, captan la energía solar, transformándola e corriente eléctrica continua mediante el efecto fotoeléctrico. Lógicamente, la producción de dichas células depende de las condiciones meteorológicas -fundamentalmente, de la insolación-, por lo que dichas condiciones son controladas a través del análisis de las medidas que se toman en una torre meteorológica. 

La energía eléctrica circula por la red de transporte en forma de corriente alterna, Por ello, la corriente generada en los paneles solares es conducida a la sala de potencia, donde la corriente continua que se recibe en el armario de continua es convertida en corriente alterna por medio de unos inversores y después recogida en el armario de alterna. 

Una vez convertida a corriente alterna, la energía eléctrica producida pasa por un centro de transformación donde un transformador adapta las condiciones de intensidad y tensión de la corriente a las de la red de transporte. En este centro de transformación, se encuentran también las cabinas CGM (celdas gas modular), donde se ubican distintos elementos, como interruptores, seccionadores, fusibles, etc... 

Todo el proceso de la central se analiza y vigila desde la sala de control de la unidad de monitorización, en la que se recibe información de los distintos puntos de la instalación: torre meteorológica, inversores, armarios de continua y alterna, centro de transformación, etc.