INTRODUCCIÓN. LA ENERGÍA: EL ORIGEN DE LA FUERZA. Por Mariano Ventosa

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1 CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN. LA ENERGÍA: EL ORIGEN DE LA FUERZA. Por Mariano Ventosa Rodríguez e Isaac Prada y Nogueira LA ENERGÍA EN LA TIERRA QUÉ ES LA ENERGÍA? CUÁNTOS TIPOS DE ENERGÍA EXISTEN? LA ENERGÍA NI SE CREA NI SE DESTRUYE, SÓLO SE TRANSFORMA ALBERT EINSTEIN: RELATIVIDAD Y E=mc EL CALOR Y EL TRABAJO EL RENDIMIENTO Y LA ENTROPÍA POR QUÉ LA ENERGÍA ELÉCTRICA? CUÁLES SON LOS GRANDES RETOS DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA? El reto de la sostenibilidad Retos tecnológicos CONCLUSIÓN REFERENCIAS CAPÍTULO II EL SECTOR ELÉCTRICO: UNA COMBINACIÓN SINGULAR DE TECNOLOGÍA, ECONOMÍA Y REGULACIÓN LEGAL. Por Efraim Centeno Hernáez QUÉ ES LO QUE HACE DIFERENTE AL SECTOR ELÉCTRICO? ALTA INGENIERÍA DE LA CENTRAL ELÉCTRICA A LA BOMBILLA LA ELECTRICIDAD MUEVE LA ECONOMÍA LA IMPORTANCIA DE LA REGULACIÓN LEGAL DE LA ELECTRICIDAD CADA CENTRAL ELÉCTRICA TIENE SU PAPEL CONCLUSIONES REFERENCIAS CAPÍTULO III EL FUNCIONAMIENTO DE UNA PLANTA NUCLEAR. Por Francisco José López García LA ENERGÍA NUCLEAR El átomo Radioactividad Fisión nuclear Fusión nuclear... 69

2 12 índice 2. CENTRALES NUCLEARES Reactor nuclear Criticidad Elementos de un reactor nuclear Tipos de reactores nucleares Centrales nucleares PWR Centrales nucleares BWR Otros tipos de reactores COMBUSTIBLE NUCLEAR Elementos de combustible Ciclo de combustible Ciclo de combustible abierto o de un solo uso Ciclo cerrado de combustible SEGURIDAD NUCLEAR Y PROTECCIÓN RADIOLÓGICA Defensa en profundidad Bases técnicas Bases administrativas Bases organizativas Cultura de seguridad El Organismo regulador específico nuclear RESIDUOS RADIACTIVOS Y DESMANTELAMIENTO Clasificación Gestión de los residuos nucleares Desmantelamiento CAPÍTULO IV LA ENERGÍA EÓLICA. Por Xabier Viteri, Matilde Balaca, Henar Estévez, Antonio Navarro, Dolores Esteban, Javier Ibáñez, Juan Carlos Pérez, Javier G. Glez.-Quijano y Ángeles Santamaría INTRODUCCIÓN PRINCIPIOS BÁSICOS DE CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA El viento como fuente de energía Cuánta energía podemos extraer del viento? La curva de potencia Por qué giran las palas de un aerogenerador con el viento? Por qué los aerogeneradores más utilizados son los de tres palas? RECURSO EÓLICO De dónde proviene el viento? Características del viento como fuente de energía... 95

3 Índice Caracterización de las condiciones de viento. Campaña de medidas y evaluaciones energéticas TECNOLOGÍA DE LOS AEROGENERADORES. FUNCIONAMIENTO Y COMPONEN- TES BÁSICOS Proyectos tipo Aerogeneradores Cimentación Torre Sistema de orientación Rotor - palas Rotor - Buje y sistema de pitch Góndola Generador Convertidor Multiplicadora Transformador SISTEMAS DE CONTROL OPERACIÓN DE PARQUES EÓLICOS La importancia del viento en la operación de parques eólicos Características de la tecnología eólica y su operación INTEGRACIÓN EN EL SISTEMA ELÉCTRICO DE LA ENERGÍA EÓLICA CONCLUSIONES CAPÍTULO V PLANTAS DE BIOMASA. Por Yolanda Moratilla Soria RECURSO Introducción Tipos de biomasa y potencial en España Usos de la biomasa SISTEMAS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Combustión en centrales convencionales Gasificación Sistemas híbridos Co-combustión Hibridación con plantas termosolares Cogeneración Valorización de residuos sólidos urbanos CONCLUSIONES REFERENCIAS GLOSARIO

4 14 índice CAPÍTULO VI CICLO COMBINADO. Por Federico de la Hoz García INTRODUCCIÓN FUNDAMENTOS TEÓRICOS DEL CICLO COMBINADO Ciclo de Brayton Ciclo de Rankine DESCRIPCIÓN GENERAL DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO Componentes principales de las centrales de ciclo combinado Turbina de gas Caldera de recuperación Turbina de vapor Equipo de condensación Otros sistemas auxiliares Diagrama de Sankey Configuraciones de un ciclo combinado IMPACTO AMBIENTAL DE UNA CENTRAL DE CICLO COMBINADO Emisión de gases contaminantes a la atmósfera Refrigeración por torres Ruido Vertidos Impacto sobre el paisaje CAPÍTULO VII PLANTAS FOTOVOLTAICAS Y TERMOSOLARES. Por José Ignacio Linares Hurtado RECURSO Y TECNOLOGÍAS DISPONIBLES PLANTAS FOTOVOLTAICAS Células solares Instalaciones aisladas Instalaciones conectadas a red Emplazamientos Centrales fotovoltaicas Integración arquitectónica PLANTAS TERMOSOLARES Componentes básicos Tecnologías de concentración Concentradores lineales Concentradores puntuales Bloque de potencia Ciclo de Rankine Ciclo de Brayton Ciclo de Stirling

5 Índice Almacenamiento térmico Hibridación CONCLUSIONES REFERENCIAS GLOSARIO CAPÍTULO VIII CENTRAL HIDROELÉCTRICA Y DE BOMBEO. Por Javier Palacios Saiz INTRODUCCIÓN CONCEPTOS BÁSICOS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS Clasificación Elementos principales Presa y embalse Conducción hidráulica Grupo hidráulico Turbina Generador Equipos auxiliares Válvulas y compuertas Reguladores CENTRALES REVERSIBLES O DE BOMBEO CAPÍTULO IX LA ENERGÍA MARINA. Por Agustín Delgado Martín INTRODUCCIÓN ENERGÍA DE LAS OLAS (UNDIMOTRIZ) Introducción Capacidad energética Historia y desarrollo Tecnologías ENERGÍA DE LAS CORRIENTES MARINAS Introducción Capacidad energética Historia y desarrollo Tecnologías ENERGÍA DE LAS MAREAS O MAREMOTRIZ Introducción Capacidad energética Historia y desarrollo

6 16 índice 5. ENERGÍA MAREMOTÉRMICA O TÉRMICA OCEÁNICA Introducción Capacidad energética Tecnologías ENERGÍA OSMÓTICA REFERENCIAS CAPÍTULO X OPERACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO. Por Michel Rivier Abbad INTRODUCCIÓN CONCEPTOS TÉCNICOS ELÉCTRICOS BÁSICOS: TENSIÓN, CORRIENTE, POTENCIA, ENERGÍA OTROS CONCEPTOS TÉCNICOS ELÉCTRICOS BÁSICOS: CORRIENTE ALTERNA (AC) VERSUS CORRIENTE CONTINUA (DC), FRECUENCIA, POTENCIA ACTIVA Y REACTIVA OPERACIÓN EN EL LARGO-MEDIO PLAZO: PLANIFICANDO LA EXPANSIÓN DEL SISTEMA OPERACIÓN DEL SISTEMA EN EL MEDIO-CORTO PLAZO OPERACIÓN DEL SISTEMA EN EL MUY CORTO PLAZO TIEMPO REAL CONTROL FRECUENCIA-POTENCIA Y CONTROL DE TENSIONES CONCLUSIONES REFERENCIAS CAPÍTULO XI REDES INTELIGENTES. Por Miguel Ángel Sánchez Fornié CONCEPTO Y DEFINICIÓN COMPONENTES DE LAS REDES INTELIGENTES Dos grandes grupos Elementos para la inteligencia NECESIDADES DE LAS REDES INTELIGENTES El problema de la energía Funciones a desempeñar Las redes inteligentes, imprescindibles TRANSICIÓN A LAS REDES DEL FUTURO NUEVOS PROBLEMAS? CONCLUSIONES REFERENCIAS CAPÍTULO XII DEMANDA DE ELECTRICIDAD Y EFICIENCIA. Por Pedro Linares Llamas INTRODUCCIÓN ACCESO UNIVERSAL A LA ELECTRICIDAD LA DEMANDA DE ELECTRICIDAD

7 Índice AHORRO Y EFICIENCIA ENERGÉTICA GESTIÓN ACTIVA DE LA DEMANDA CONCLUSIONES GLOSARIO Por Andrés Ramos