Tema1: Fuentes de energía renovables. Conceptos básicos Asignatura: Sistemas electrónicos para fuentes de energía renovables Grupo de Tecnología Electrónica Departamento de Ingeniería Electrónica Escuela Superior de Ingenieros. 1E
Contenido tema 1 Introducción. Conceptos básicos. Energías renovables. Eólica. Hidroeléctrica. Biomasa. Solar térmica. Solar fotovoltaica. Situación de las ER frente a las convencionales. Legislación actual sobre FER en España y UE. 2E
Conceptos básicos energía Energía: capacidad para realizar un trabajo. Formas de energía: mecánica y energía interna de los cuerpos. Mecanismos de tranferencia o transporte de energía: mecanica eléctrica electromagnética química nuclear térmica 3E
Principios de la termodinámica La energía no se puede crear ni destruir solamente se transforma de una de sus formas a otras, es decir la energía del Universo es constante La energía se degrada continuamente hacia una forma de energía de menor calidad: energía térmica. Esto se resumen que la entropía total del universo aumenta continuamente. 4E
Conversión y utilización de la energía ENERGIA ENERGIA ENERGIA PRIMARIA INTERMEDIA ÚTIL Sistema de transformación Combustibles fósiles Combustibles nucleares Fuentes renovables Pérdidas Calor Trabajo mecánico Energía eléctrica 5E
Fuentes de energía no renovables Los combustibles fósiles tienen su origen en la descomposición de materiales biológicos formados hace casi 100 millones de años, estando su energía contenido en sus enlaces quimicos. Carbón. Principal combustible fósil. Petroleo. Más útil por su facilidad de transporte. Gas natural. Combustible fósil limpio, difícil distribución. Comb. Fósiles alternativos: pizarras y arenas asfálticas. Uranio. Combustible nuclear de fusión. Hidrógeno. Combustible nuclear de fisión. 6E
Contenido tema 1 Introducción. Conceptos básicos. Energías renovables. Eólica. Hidroeléctrica. Biomasa. Solar térmica. Solar fotovoltaica. Situación de las ER frente a las convencionales. Legislación actual sobre FER en España y UE. 7E
Energías renovables Las fuentes de energía renovables son aquellas que proceden del flujo de energía que recibe continuamente la tierra, y que tiene su origen en el sol, aunque en ciertos casos existe una contribución de los campos gravitatorios. El 70% de la energía procedente del sol atraviesa la atmósfera terrestre experimentando o no cambio en sus características lo que da lugar a las diferentes fuentes renovables de energía. 8E
Energías Renovables 9E
E. Solar Indirecta Energía eólica E. Solar Directa Energía de las olas Energía hidráulica Captación térmica Captación fotónica Activa E. Solar térmica Fotovoltaica E. Solar fotovoltaica Pasiva Combustibles Fotoquímica Energía de biomasa Energía fotoquímica 10E
E. eólica Palas del rotor Eje de baja velocidad Eje de alta velocidad y freno mecánico Góndola Buje Multiplicador Anemómetro y veleta Torre Mecanismo de orientación Generador Controlador Unidad de refrigeración 11E
E. Eólica. Estado actual Tecnología madura disminuyendo costes de fabricación y mantenimiento. Mercado consolidado. Aerogeneradores de potencia entre 600 kw - 2 MW 12E
E. hidroeléctrica 13E
E. hidroeléctrica. Estado actual Tecnología y mercado consolidado. C. Minihidraulicas (< 10 MW) Hidraulicas. ( 50-300 MW) 14E
Biomasa 15E
Biomasa térmica Combustibles Residuos forestales. Residuos agrícolas leñosos (podas). Residuos agrícolas herbaceos (paja de cereal). Cultivos energéticos. Biomasa eléctrica. Biogas Residuos ganaderos. Digestión anaerobia. Biocarburantes Sustitución de carburantes. Etanol en gasolina y biodiesel por el gasoil. 16E
Residuos sólidos urbanos (RSU) 17E
E. solar 18E
E. solar térmica 19E
E. solar térmica de baja temperatura. Estado actual. Generación e. térmica Energía recibida del sol en España: 3.2 kwh/m2/día - 5.3 kwh/m2/día. Energía solar térmica de baja temperatura ha alcanzado su plena madurez tecnológica. Colectores planos vidirados con fluido caloportador producen 500-800 te/m2/año. Agua caliente sanitaria prinicpal aplicación. 20E
E. solar térmica de media y alta temperatura ( > 80 ºC). Estado actual Necesidad de concentrar de la radiación solar. Seguimiento de la posición del sol. Concentradores lineales con superficie reflexiva (concentradores cilíndrico parabólicos). Generadores solares disco parabólic0s Centrales de torre. Heliostatos. 21E
E. solar fotovoltaica 22E
E. solar fotovoltaica Sistemas aisladas y actualmente con conexión a red El reto tecnológico es abaratar costes y elevar rendimiento de las celdas hasta el 18%. Utilización de sistemas de concentración. 23E
Contenido tema 1 Introducción. Conceptos básicos. Energías renovables. Eólica. Hidroeléctrica. Biomasa. Solar térmica. Solar fotovoltaica. Situación de las ER frente a las convencionales en España y UE. Legislación actual sobre FER en España y la UE. 24E
Consumo de energía primaria en España y origen del abastecimiento 25E
Distribución de consumos de energía primaria en España 1999 26E
Distribución de consumos de energía primaria en la UE 1998 27E
Distribución de generación eléctrica en España (1999) y en la UE (1998) 28E
Consumo de energías renovables en España (Ktep) 29E
Potencia y producción eléctrica por áreas tecnológicas 30E
Contenido tema 1 Introducción. Conceptos básicos. Energías renovables. Eólica. Hidroeléctrica. Biomasa. Solar térmica. Solar fotovoltaica. Situación de las ER frente a las convencionales en España y UE. Legislación actual sobre FER en España y UE. 31E
Plan de Fomento de las Energías Renovables en España Objetivo: alcanzar en el año 2010 un mínimo del 12% de aportación de las energías renovables a la demanda energética de España del 6% (1999) al 12 %(2010). Biomasa Eólica Hidraulica Solar Residuos urbanos 32E
Evolución y predicción del consumo de energía primaria por fuente en España 135 Mtep 33E
Contribución en España a las energías renovables en el 2010 (16.639 ktpe) 34E
E. Minihidráulica (< 10MW) 35E
E. Minihidráulica (< 10 MW) 36E
E. eólica 37E
Solar térmica 38E
E. Fotovoltaica 39E
Biomasa (generación. eléctrica) 40E
RSU 41E