T-2.-ENERGIAS NO RENOVABLES

Transcripción

1 T-2.-ENERGIAS NO RENOVABLES Conceptos previos El rendimiento de una máquina será siempre un número menor de uno (0<R<1). Para expresarlo en % se multiplica su valor por 100 Energía liberada por un combustible: -Combustible líquido y solido: E = Pc.m. Pc= Poder calorífico en Kcal/kg, m en Kg y E en KcAL -Combustible gaseoso: E = Pc. V. = volumen en m cúbicos - 1 julio = 1 w.s; - 1 cal = 4,18 J

2 2.1. CLASIFICACIÓN DE LAS FUENTES DE ENERGÍA Las fuentes de energía son recursos naturales a partir de los cuales, mediante un proceso de transformación, es posible obtener alguna forma de energía necesaria para el funcionamiento de las industrias y los transportes y para el uso domestico. Según la posibilidad de que se agoten, las fuentes de energía pueden ser renovables y no renovables. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES Y NO RENOVABLES. Energía renovables son prácticamente inagotables como por ejemplo el sol. Energía no renovables son aquellas que se encuentran en cantidades limitadas, de manera que pueden llegar a agotarse, como por ejemplo en el caso del carbón.

3 Clasificación de fuentes de energía según UNESCO Fuente de energía no renovable - Recursos de combustibles. - Recursos carboníferos. - Recursos de gas. - Energía nuclear. - Recursos petrolíferos. Fuente de energía renovable - Biogás. - Energía de la biomasa. - Energía hidroeléctrica. - Energía de las mareas. - Energía solar. - Energía del vapor. - Energía térmica. - Energía geotérmica. - Energía eólica. - RSU

4 2.2. CENTRAL TÉRMICA

5 Se denominan centrales termoeléctricas clásicas o convencionales aquellas centrales que producen energía eléctrica a partir de la combustión de carbón, fuelóil o gas en una caldera diseñada al efecto. El apelativo de "clásicas" o "convencionales" sirve para diferenciarlas de otros tipos de centrales termoeléctricas (nucleares y solares, por ejemplo), las cuales generan electricidad a partir de un ciclo termodinámico, pero mediante fuentes energéticas distintas de los combustibles fósiles empleados en la producción de energía eléctrica

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7 El funcionamiento de una central termoeléctrica de carbón, como la representada en la figura, es la siguiente: el combustible está almacenado en los parques adyacentes de la central, desde donde, mediante cintas transportadoras (1), es conducido al molino (3) para ser triturado. Una vez pulverizado, se inyecta, mezclado con aire caliente a presión, en la caldera (4) para su combustión. Dentro de la caldera se produce el vapor que acciona los álabes de los cuerpos de las turbinas de alta presión (12), media presión (13) y baja presión (14), haciendo girar el rotor de la turbina que se mueve solidariamente con el rotor del generador (19), donde se produce energía eléctrica, la cual es transportada mediante líneas de transporta a alta tensión (20) a los centros de consumo. Después de accionar las turbinas, el vapor pasa a la fase líquida en el condensador (15). El agua obtenida por la condensación del vapor se somete a diversas etapas de calentamiento (16) y se inyecta de nuevo en la caldera en las condiciones de presión y temperatura más adecuadas para obtener el máximo rendimiento del ciclo. El sistema de agua de circulación que refrigera el condensador puede operarse en circuito cerrado, trasladando el calor extraido del condensador a la atmósfera mediante torres de refrigeración (17), o descargando dicho calor directamente al mar o al río. Para minimizar los efector de la combustión de carbón sobre el medio ambiente, la central posee una chimenea (11) de gran altura -las hay de más de 300 metros-, que dispersa los contaminantes en las capas altas de la atmósfera, y precipitadores (10) que retienen buena parte de los mismos en el interior de la propia central.

8 Central térmica de Cercs

9 Central térmica de Aceca

10 TURBINA

11 TURBINA

12 Alternador

13 2.3 COMBUSTIBLES FOSILES Carbón: El carbón o carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono, utilizada como combustible fósil. El carbón se origina por la descomposición de vegetales terrestres, hojas, maderas, cortezas, y esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca. Quedan cubiertos de agua y, por lo tanto, protegidos del aire que los destruiría. Comienza una lenta transformación por la acción de bacterias anaerobias, un tipo de microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxígeno. Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono

14 Tipos de carbón Carbón mineral La turba es poco rica en carbono y muy mal combustible. El lignito viene a continuación en la escala de riqueza, pero sigue siendo mal combustible, aunque se usa en algunas centrales térmicas. La hulla es mucho más rica en carbono y tiene un alto poder calorífico por lo que es muy usada, por ejemplo en las plantas de producción de energía. Está impregnada de sustancias bituminosas de cuya destilación se obtienen interesantes hidrocarburos aromáticos y un tipo de carbón muy usado en siderurgia llamado coque, pero también contiene elevadas cantidades de azufre que son fuente muy importante de contaminación del aire. La antracita es el mejor de los carbones, muy poco contaminante y de alto poder calorífico.

15 CARBON ARTIFICIAL Son los fabricados por el hombre. - Carbón vegetal. Seobtiene quemando madera, apilada en montones de barro, para eviatar el contacto directo con el aire y conseguir que la combustión sea parcial.( Braseros, calefacciones.) Coque es un combustible obtenido de la destilación de la hulla calentada a temperaturas muy altas en hornos cerrados y a la cual añaden calcita para mejorar su combustión, que la aíslan del aire, y que sólo contiene una pequeña fracción de las materias volátiles que forman parte de la misma. Es producto de la descomposición térmica de carbones bituminosos en ausencia de aire. Cuando la hulla se calienta desprende gases que son muy útiles industrialmente; el sólido resultante es el carbón de coque, que es liviano y poroso.

16 Aplicaciones El carbón suministra el 25% de la energía primaria consumida en el mundo, sólo por detrás del petróleo. Además es de las primeras fuentes de energía eléctrica, con 40% de la producción mundial. - Generación de energía eléctrica. En los últimos años se han desarrollado otros tipos de centrales que tratan de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones contaminantes, entre ellas las centrales de lecho fluido a presión. Otra tecnología en auge es la de los ciclos combinados que utilizan como combustible gas de síntesis obtenido mediante la gasificación del carbón. -Coque. Es el producto de la pirólisis de carbón en ausencia del aire -Siderurgia. Mezclando minerales de hierro con carbón se obtiene una aleación : Acero y fundición. - Uso doméstico: calefacción

17 Obtención de productos de uso industrial - Uso doméstico: Gas ciudad en sustitución del butano y calefacción -Carboquímica. Amoniaco, Metanol - Grafito - Brea o alquitrán

18 2.3.2.EL CARBÓN Y EL MEDIO AMBIENTE -Repercusiones sobre el suelo Explotaciones a cielo abierto, por la restauración que sufre el terreno después de esta explotación gran parte del impacto medioambiental desaparece. Deterioro de la capa superficial, debido a la lluvia ácida -Repercusiones sobre el agua Térmica. Las centrales térmicas necesitan un circuito de refrigeración para condensar el vapor. Si la central coge el agua de un río o un mar y lo vuelve a verter se produce un aumento de temperatura en el ecosistema. Si este circuito fuese cerrado se podría aprovechar este calor para generar otras energía pudiendo ser utilizada igualmente en el ámbito domestico como la calefacción. Física y química. Se produce principalmente en la minería y en el sistema de tratamiento de aguas. -Repercusiones acústicas Sobre todo las centrales térmicas, para evitar los ruidos, hacen un revestimiento especial insonoro para que no sea tanto el impacto en las poblaciones cercanas. -Repercusiones sobre la atmósfera La combustión del carbón origina también residuos que pasan a la atmósfera como los óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, partícula, hidrocarburos, dióxido de carbono y vapor de agua. Esto productos pueden originar problemas graves a la naturaleza si no son absorbidos por ella problemas como:

19 Efecto invernadero al producirse un aumento de CO2, las partículas no dejan que el calor salga fuera de la atmósfera y se produce un aumento considerable de temperatura, cambiando el clima en alguna zonas. Lluvia ácida se produce por la emisión de azufre y óxidos de nitrógeno que se generan por la combustión de combustibles fósiles como el carbón. Deterioro del patrimonio arquitectónico, pues atacan las piedras poniendo en peligro su conservación.

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21 Mina de carbón subterranea

22 Paisaje minero de rio tinto

23 Mina a cielo abierto

24 ACTIVIDADES 1 -Calcula la cantidad de de antracita que es necesario aportar diariamente a una central clásica si su rendimiento es del 30% y tiene una potencia constante de Kw. Pc de la antracita = Kcal/Kg. Sol Kg. 2.-Calcula la cantidad de m3 de gas ciudad que es necesario quemar para convertir el carbón de hulla en carbón de coque, si se necesitan Kcal. El poder calorífico del gas ciudad es de Kcal/m 3. La presión de suministro es de 2atm y la temperatura de 30ºC. Sol m Explica que es el carbón de coque y para que se emplea. 4.-Explica en consiste la combustión en lecho fluido. Y la gasificación del carbón? 5.-Enumera 5 a 10 maneras de reducir la contaminación debida a la utilización del carbón y que es el protocolo Kyoto

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