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LAS ENERGÍAS
RENOVABLES
4º ESO
Juan Manuel Cosme Moñino
MÁSTER UNIVERSITARIO EN FORMACIÓN DEL PROFESORADO DE EDUCACIÓN SECUNDARIA
Especialidad en Física y Química
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA UNIVERSIDAD DE EXTREMADURA
Unidad Didáctica
Energías Renovables
Contenidos previos 2ºESO:
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Concepto de energía.
Unidades.
Tipos de energía.
Transformaciones de la energía y su conservación.
Energía térmica El calor y la temperatura.
Fuentes de energía.
Análisis y valoración de las diferentes fuentes.
Uso racional de la energía.
Juan Manuel Cosme
Unidad Didáctica
Energías Renovables
Contenidos previos 3ºESO:
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La química en la sociedad y el medio ambiente
Medida de magnitudes. Sistema Internacional de Unidades.
Modelos atómicos.
Cambios físicos y cambios químicos.
Cálculos estequiométricos sencillos.
Ley de conservación de la masa.
La química en la sociedad y el medio ambiente.
Fuerza de rozamiento
Electricidad y circuitos eléctricos.
Ley de Ohm.
Aspectos industriales de la energía: generación, transporte y utilización.
Juan Manuel Cosme
Unidad Didáctica
Energías Renovables
Contenidos 4ºESO :
• Análisis medioambiental y energético del uso de los materiales:
las energías renovables.
• Capacidad de renovación de los recursos.
Objetivos:
• Relacionar los principales problemas ambientales con las causas que los originan,
estableciendo sus consecuencias.
• Buscar soluciones que puedan ponerse en marcha para resolver los principales
problemas medioambientales.
• Establecer las ventajas e inconvenientes de las diferentes fuentes de energía,
renovables.
Juan Manuel Cosme
Unidad Didáctica
Energías Renovables
Contenidos transversales:
Educación moral y cívica, educación para el consumo, educación ambiental
y educación para la salud.
Evaluación:
1. Inicial: centrándose en los conocimientos previos aportados por el alumnado,
en referencia al tema.
2. Formativa:
a) Participación activa en los debates y ejercicios.
b) Seguimiento de las actividades realizadas.
c) Revisión de los ejercicios llevados a cabo.
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
Las energías renovables:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Fotovoltaica
Biomasa
Hidráulica
Eólica
Maremotriz
Geotermia
Conclusiones.
Juan Manuel Cosme
El sistema energético.
¿Qué es?
Energías primarias
Energías intermedias
Transporte de
energías intermedias
Electricidad
Uso
Consumo final
Eólica
RENOVABLES
Solar
Hidráulica
Transporte de
materias primas
Parque
Termosolar
Distribución
de electricidad
Parque Fotovoltaico
Residencial
Calor
Parque eólico
Agua
Electricidad
Central
hidroeléctrica
Servicios y
comercio
Frio
Central biomasa
Biomasa
Biomasa
Combustibles
Luz
Electricidad
Industria
Uranio
Petróleo
NO RENOVABLES
Sonido
Uranio
Central nuclear
Distribución
de combustible
Agricultura
Petróleo
Refinería
Central ciclo
combinado GN
Carbón
Agua
caliente
Gasolina
Gas natural
Gas natural
Carbón
Gas natural
Transportes
Planta
gasificación
GNL
Butano
Desplazamiento
Central térmica
El sistema energético.
¿Qué es?
Juan Manuel Cosme
El sistema energético.
El problema
Autonomía energética imposible
Escasez de Recursos
Sistema energético imperfecto
Problemas de Contaminación
•
La demanda de energía de la UE ha
aumentado desde 1986 a un ritmo del
1% o 2% anual.
•
España importa el 70% de la energía que
consume.
•
Europa consume un 50% de energía por
encima de su autoabastecimiento.
Juan Manuel Cosme
El sistema energético.
El problema
Autonomía energética imposible
Escasez de Recursos
Sistema energético imperfecto
Problemas de Contaminación
Juan Manuel Cosme
El sistema energético.
El problema
Autonomía energética imposible
Escasez de recursos
Sistema energético imperfecto
Problemas de Contaminación
 Sistema
derrochador.
 Sin futuro.
Agotamiento
de los recursos.
Juan Manuel Cosme
El sistema energético.
El problema
Efecto invernadero
calentamiento del Planeta
1. Autonomía energética imposible
2. Escasez de Recursos
3. Sistema energético imperfecto
4. Problemas de Contaminación
La utilización de combustibles fósiles conlleva:
• Residuos de difícil eliminación
• Vertidos de petróleo:
El 90% llega por mar (y el 25% del gas).
• Lluvia ácida -óxidos de azufre y nitrógeno• Destrucción de la capa de ozono (CFC)
• Emisión de CO2 y otros gases invernadero
Juan Manuel Cosme
El sistema energético.
El problema
Consumimos más que generamos
Los recursos se acaban
No aprovechamos bien la energía
Problemas de contaminación
INSOSTENIBILIDAD DEL SISTEMA ENERGÉTICO
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
La solución : DESARROLLO SOSTENIBLE
"Es el desarrollo que satisface las necesidades actuales
de las personas sin comprometer la capacidad
de las futuras generaciones para satisfacer las suyas.“
cita del Informe de la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (Comisión Brundtland): Nuestro Futuro
Común (1987).
Utilización de fuentes de energía
altamente contaminantes y agotables
Consumo de energía
desproporcionado
Utilización de fuentes de energía
limpias y renovables
Consumo de energía
eficiente
ENERGÍAS RENOVABLES
AHORRO Y EFICIENCIA
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
Las energías renovables:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Fotovoltaica
Biomasa
Hidráulica
Eólica
Maremotriz
Geotermia
Conclusiones.
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables.
Aquellas fuentes que se renuevan de forma continua y que
el hombre es capaz de aprovechar y transformar en
energía
útil
para
satisfacer
sus
necesidades
considerándose inagotables a escala humana.
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables.
Energía solar: El origen
180 millones de ºC
49.000.000 km de distancia
5,4 x 1024 J/año a la Tierra
1.400 W/m2
E. Solar Térmica
E. Solar Fotovoltaica
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
Las energías renovables:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Fotovoltaica
Biomasa
Hidráulica
Eólica
Maremotriz
Geotermia
Conclusiones.
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables. Energía solar térmica
PRINCIPIO:
RADIACIÓN SOLAR
radiación
electromagnética
CALOR
(Calentar un fluido)
• Recurso disponible, limpio y gratuito
• Ahorro económico considerable
• Instalación sencilla y mantenimiento mínimo
• Inversión inicial considerable
• La radiación tiene baja concentración.
• Precisa orientación sur
• Producción de A.C.S en viviendas, residencias,
colegio, polideportivos, etc.
• Calefacción a baja temperatura
• Climatización de piscinas
• Procesos industriales
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
Las energías renovables:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Fotovoltaica
Biomasa
Hidráulica
Eólica
Maremotriz
Geotermia
Conclusiones.
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables. E. solar fotovoltaica
PRINCIPIO:
SILICIO
PANEL SOLAR
LUZ SOLAR
efecto fotoeléctrico.
Energía Eléctrica
• Recurso disponible, limpio, gratuito y almacenable
• Comienza a ser competitiva
• Instalación sencilla y mantenimiento mínimo
• La radiación varia con la hora y nula por la noche.
• Elevada inversión inicial
• Precisa orientación sur
•
•
•
•
•
Autoconsumo en edificios con acceso a red
EE en zonas aisladas de la red.
Bombeo para riego agrícola.
Producción de EE a gran escala.
Aplicaciones aeroespaciales.
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables. E. solar fotovoltaica
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
Las energías renovables:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Fotovoltaica
Biomasa
Hidráulica
Eólica
Maremotriz
Geotermia
Conclusiones.
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables. Biomasa
PRINCIPIO:
BIOMASA
Combustión
CALOR Y/ O ELECTRICIDAD
• No contamina y elimina residuos.
• Conlleva grandes ahorros económicos
• Favorece el empleo local
• Emite gases aunque no contamina.
• Las calderas de biomasa son más caras
• Producir EE es costoso.
• Calor para calefacción y ACS de edificios
• Calor para usos industriales y distritos urbanos
• Producción de Energía Eléctrica
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables. Biomasa
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
Las energías renovables:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Fotovoltaica
Biomasa
Hidráulica
Eólica
Maremotriz
Geotermia
Conclusiones.
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables. Hidráulica
PRINCIPIO:
Ec. Ep. AGUA
W. Mecánico
(Turbina)
ELECTRICIDAD
(Generador)
•
•
•
•
Limpia, sin residuos.
Permite almacenar.
Permite regulación.
Poco mantenimiento
• Construcción costosa y compleja.
• Pérdidas de suelo productivo.
• Depende del año de lluvias
• Producción de Energía Eléctrica
Minihidráulica (<10 MW)=>EE un pueblo entero
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables.
Hidráulica
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
Las energías renovables:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Fotovoltaica
Biomasa
Hidráulica
Eólica
Maremotriz
Geotermia
Conclusiones.
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables. Eólica
PRINCIPIO:
Ec. VIENTO
•
•
•
•
W. Mecánico
ELECTRICIDAD
(Turbina)
(Generador)
Recurso inagotable
Limpio no genera residuos.
Gran capacidad de generación y regulación
Poco mantenimiento
• Intermitencia por irregularidad del viento.
• Instalación muy costosa a gran escala.
• Impacto visual, sonoro y sobre la fauna.
• Producción de Energía Eléctrica
Un aerogenerador = 5 kW => Una vivienda
Un aerogenerador = 2 MW => 120.000 Bombillas
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables. Eólica
Datos generales:
Eje horizontal.
Número de palas: 3
Diámetro rotor : 54 m (18 pisos)
Velocidad del rotor: 19 - 30 r.p.m.
Velocidad del generador 1.500 r.p.m.
Potencia : 1.000 - 2.500 KW
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
Las energías renovables:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Fotovoltaica
Biomasa
Hidráulica
Eólica
Maremotriz
Geotermia
Conclusiones.
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables. Maremotriz
PRINCIPIO:
Mov AGUA
W. Mecánico
(Turbina)
Vertical: mareas y olas
Horizontal: corrientes
•
•
•
•
ELECTRICIDAD
(Generador)
Recurso inagotable
Gran disponibilidad.
Poco mantenimiento
Poco impacto ambiental
• Sólo en zonas marítimas.
• Instalaciones son grandes y costosas.
• Producción de Energía Eléctrica
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
Las energías renovables:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Fotovoltaica
Biomasa
Hidráulica
Eólica
Maremotriz
Geotermia
Conclusiones.
Juan Manuel Cosme
Las energías renovables. Geotermia
PRINCIPIO:
Energía Subsuelo
CALOR y/o ELECTRICIDAD
• Limpia, no emite gases
• Sin impacto visual ni sonoro.
• Disponible siempre (frio y calor)
• Instalación Costosa
• Difícil de dimensionar
• No en cualquier sitio
• Producción de Energía Eléctrica (en
concretos)
• Calor para calefacción y ACS de edificios
• Producción de frio para climatización
sitios
Juan Manuel Cosme
El sistema energético actual.
Las energías renovables:
Energía Solar Térmica
Energía Solar Fotovoltaica
Biomasa
Geotermia
Hidráulica
Eólica
Resumen y conclusiones.
Juan Manuel Cosme
Resumen y conclusiones.
Aquellas fuentes que se renuevan de forma continua y que
el hombre es capaz de aprovechar y transformar en
energía
útil
para
satisfacer
sus
necesidades
considerándose inagotables a escala humana.
Todas tienen su origen en el Sol.
Juan Manuel Cosme
Conclusiones.
 Son inagotables.
 Son limpias, no contaminan y no generan residuos de difícil tratamiento o emisiones de
CO2 y otros gases contaminantes.
 Permiten la generación de energía de forma local, eliminando costes y peligros en su
transporte.
 Son autóctonas. Permiten establecer estrategias que eviten la dependencia del
exterior.
 No compiten entre sí.
 Ayudan a preservar el medio ambiente.
 Favorecen el empleo a nivel local.
Juan Manuel Cosme
Bibliografia.
•
Estrategia de ahorro y eficiencia energética en España 2004-2012 : plan de
acción 2005-2007. Madrid: Ministerio de Industria y Comercio: IDAE, 2005. [ref.
de 25 de noviembre de 2005]. Disponible en web:
http://www.idae.es/central.asp?a=p4&i=es#
•
Guía solar: cómo disponer de energía solar fotovoltaica conectada a la red
eléctrica. 2ª ed. Madrid: Greenpeace, 2005. 100 p. ISBN 84-95693-23-2
•
Libro verde sobre eficiencia energética o como hacer más con menos [en
línea]. Bruselas: Comisión de las Comunidades Europeas, 2005. [ref. de 25 de
noviembre de 2005].
•
Manual de energía de la biomasa. Madrid: IDAE, 1996. 155 p. Manuales de
energías renovables ; 3. ISBN 84-8036-414-9
•
Manual de energía eólica. Madrid: IDAE, 1996. 152 p. Manuales de energías
renovables ; 2. ISBN 84-8036-413-0
Juan Manuel Cosme
Bibliografia.
Enlaces de interes:
www.agenex.org Web de la Agencia Extremeña de la Energía
www.sodean.es Sociedad para el Desarrollo Energético de Andalucía.
www.ipyme.org - Secretaría de Estado de Economía, de la Energía y de la PYME.
www.energias-renovables.com - Portal dedicado a las energías renovables.
www.appa.es - Web de la Asociación de Productores de Energías Renovables.
www.iter.es - Web del Instituto tecnológico de energías renovables.
www.solarweb.net - Web de amigos de las energías renovables.
www.idae.es - Instituto para la diversificación y el ahorro de energía.
www.ciemat.es - Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y
Tecnológicas.
www.asensa.org - Asociación Española Empresas Energía Solar y Alternativas.
www.asif.org - Asociación de la Industria Fotovoltaica.
www.eufores.org - Foro Europeo de las Energías Renovables.
www.bioconstruccion.biz - Todo lo que hay que saber sobre la construcción
sostenible basada en la utilización de energías renovables.
www.anbio.com Página de la Asociación nacional de biocarburantes.
www.erasolar.es Página de la editorial especializada en energías renovables:
Juan Manuel Cosme
Bibliografia.
Enlaces a videos:
Solar: https://www.youtube.com/watch?v=h20bJDZCaCk
Eólica: https://www.youtube.com/watch?v=Ext_rwcbE7g
Hidroeléctrica: https://www.youtube.com/watch?v=aYCVvqq4430
Mareomotriz: https://www.youtube.com/watch?v=1E9igTKlnqQ
Geotérmica: https://www.youtube.com/watch?v=RGOlQvIivvQ
Biocombustibles: https://www.youtube.com/watch?v=dBgvBIu5CgQ
Biomasa: http://www.youtube.com/watch?v=ddsQfMNWnP4
Juan Manuel Cosme
gracias
Juan Manuel Cosme