Conversión de energía

Algunas máquinas que convierten unos tipos de energía en otras
Conversor	Energía convertida
Turbina hidraulica - Bomba	Cinética - Eléctrica		Agua
Turbina vapor - Bomba	Cinética - Eléctrica		Vapor de agua
Aerogenerador - Ventilador	Cinética - Eléctrica		Viento
Caldera	Química - Térmica		Productos químicos
Calefactor eléctrico	Eléctrica - Térmica
Motor eléctrico	Eléctrica - Cinética
Pila de combustible	Química - Eléctrica		Productos químicos
Batería	Química - Eléctrica
Motor combustión interna	Química - Térmica - Cinética	Gasolina Diesel
Motor reactor	Química - Térmica - Cinética
Motor cohete	Química - Térmica - Cinética
Placa solar fotovoltaica	Lumínica - Eléctrica
Elemento solar térmico	Lumínica - Calor - Cinética - Eléctrica
Lámpara química	Química - Luz
Lámpara eléctrica	Eléctrica - Luz	Halógena Led
Lámpar incandescente	Electricidad - Calor - Luz	Lámpara incandescente
Reactor nuclear de fisión	Nuclear - Calor - Cinética - Eléctrica		Elementos radioactivos

Energía a lo largo de la historia

Este aumento del nivel de vida produjo un incremento muy importante de la población

Época actual

A la máquina de vapor se unen otra serie de inventos relacionados con la energía

Motor de combustión interna

Mucho menos voluminosos que el de vapor permite el desarrollo del automovil y la aviación

Motor eléctrico

Permite la obtención de enrgía eléctrica mucho más sencilla de transportar a los hogares
La electricidad se genera por diferentes medios

- Turbinas hidraulicas en presas
- Turbinas de vapor a partir de carbón y otrs combustibles

Utilización de la energía nuclear

Primeramente como uso militar
Posteriormente en centrales energéticas

Electrónica

La electricidad permite el desarrollo de máquinas electrónicas y el desarrollo de las telecomunicaciones y la sociedad de la información actual

Nuevas fuentes de energía

- Energía solar térmica

- Energía solar fotovoltaica

- Energía geotérmica

- Energía mareomotriz

- Nuevos usos de la biomasa: Nuevos combustibles biogas, bioetanol y biodiesel

Nuevas tecnologías

Pilas de combustible que producen directamente electricida a partir de combustibles

Estudio de las centrales nucleares de fusión

 

El uso intensivo de energía ha dado lugar a residuos de muy diversos tipos que causan impactos muy importantes sobre el medio

- Contaminación atmosférica

- Agotamineto de recursos

- Calentamiento global

El modelo energético actual es inviable a medio plazo por lo que ha de ser modificados sustancialmente en el futuro.

Energía del futuro

Pasa por sustituir fuentes no renovables cada vez más escasas y con problemas de emisión de CO2 por energías renovables.

Aumento del uso de energías renovables

- Solar fotovoltaica

- Eólica

- Solar térmica

Sustitución de combustibles fósiles por biocombustibles

Aumento de los vehículos eléctricos

Utilización de pilas de combustible en vehículos y para producción de electricidad

Utilización del hidrógeno como combustible

No está claro que la energía nuclera de fusión sea una opción a medio plazo popr problemas técnicos
Parece que la energía nuclear de fisión tiene problemas por su peligrosisdad y residuos generados.

Las fuentes de producción de energía actuales

Combustibles fósiles
Nuclear
Hidroeléctrica
Eólica
Solar
Geotérmica
Mareomotriz
Undimotriz u olamotriz
Maremotérmica
Biomasa

Almacenamiento de energía

Un problema con las energías es su almacenamiento; especialmente en lo que se refiere a la energía eléctrica.

Se pueden tener grandes reservas energéticas de:

- Combustibles fósiles
- Potenciál hidráulica (embalses)
- Geotérmica
- Biomasa (madera)

Otras fuentes no son constantes y, en ocasiones, poco previsibles.

- Energía solar, térmica y fotovoltaica
- Viento
- Olas

Principales modos de almacenar los excedentes de energía eléctrica
Química	Combustibles
	Baterías	Almacenan energía eléctrica	Son caras, pesadas y no almacenan mucha energía Importancia local
	Hidrogeno	Electrolisis puede rendir hidrógeno	Problemas de almacenamiento Se preve muy importante en el futuro
Cinética	Baterías inerciales	Masa en movimineto circular	Importancia limitada
Potencial	Potencial	Subir masa a alturas Bombear agua entre embalser conectados	Muy importante Más en el futuro
Presión	Aire comprimido		Importancia limitada
Elástica	Muelles		Importancia limitada
Térmica	Térmica	Fluido a altas temperaturas aislado	Generado en centrales termosolares
Magnética	Magnético con superconductores		Importancia limitada

 

Factores de planta

% de la producción máxima
los valores que bajan el factor son debidos a:

• Operaciones de mantenimiento
• Ausencia de demanda
• Intermitencia de la fuente de energía
• Pérdidas iternas

 

Coste y emisiones de las fuentes de energía

Emisiones de CO2 por construcción y funcionamiento de diferentes tipos de centrales energéticas en 2024
Central	Emisiones g/kWh
Solar fotovoltaica	20 - 50
Gas ciclo combinado	350 - 500
Gasolil - petróleo	650 - 900
Carbón	800 - 1000
Carbón con captura de carbono	200
Biomasa	50 - 200
Geotérmica	5 - 50
Hidraúlica	10 - 40
Eólica	10 - 25
Nuclear	5 - 12

 

Combustibles fósiles (carbón, gas, petróleo) dominan las emisiones globales de CO2 en electricidad.

El carbón es el peor, con ~40% de la electricidad mundial pero ~70% de las emisiones del sector.

Nuclear y renovables tienen emisiones mínimas durante la operación, pero algo en su cadena de suministro (ej: minería, cemento para presas).

La eólica y solar son las más limpias en operación, aunque su fabricación depende de energías fósiles (China, etc.).

Hidroeléctrica y biomasa pueden tener emisiones altas si no se gestionan bien (metano en embalses, deforestación).

Precio de las fuentes de energía

Precio aproximado de la generación de energía (2024)
Central	Precio cent $/MWh
Solar fotovoltaica	30 - 80	Bajando por avances tecnológicos
Gas natural	50-120	Mercado variable
Gasolil - petróleo	100 - 250	Mercado variable
Carbón	65 - 150	Alta producción de CO2
Carbón con captura de carbono
Biomasa	50 - 120
Geotérmica	60 - 100	Limitada a zonas geotérmicas
Hidraúlica	40 - 100	Variable
Parque eólico marino	80 -150
Parque Eólico cntinental	30 - 60
Nuclear	80 - 200