Principios Físicos de la Conversión de Energía Renovable y Fundamentos de la Electricidad

Fuentes de Energía Renovable y su Conversión

Energía Eólica: Conversión de Viento a Electricidad

La energía eólica (generada por el viento) incide sobre las paletas o hélices del aerogenerador. Estas transforman la energía cinética del viento en movimiento del eje (energía mecánica). Luego, el eje mueve al multiplicador, un sistema de engranajes que aumenta la velocidad de rotación para que el generador pueda transformar eficientemente dicha energía mecánica en energía eléctrica.

Flujo de Conversión Eólica:

E. Eólica → Paletas (E. Mecánica) → Multiplicador → Generador → E. Eléctrica.

Energía Solar Fotovoltaica

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética (luz).

Los paneles fotovoltaicos, utilizados comúnmente para instalaciones domésticas, reciben la energía solar y la transforman en energía eléctrica de 12 V de corriente continua (CC). Esta energía se almacena en baterías recargables.

El sistema requiere componentes clave:

• Regulador: Protege la batería evitando la sobrecarga y, además, controla la electricidad para mantener un voltaje constante.
• Inversor: Un aparato que transforma la energía de 12 V (CC) almacenada en la batería a 220 V (CA), apta para el uso doméstico estándar.

Energía Geotérmica

Central Geotérmica: El vapor que sale por las tuberías o los géiseres se hace pasar por turbinas que lo transforman en energía mecánica, y luego un generador la transforma en electricidad.

Impacto de la Energía Geotérmica

• Perjuicios: Emisión de ácido sulfúrico, contaminación térmica.
• Beneficios: Bajo costo operativo y de construcción si se dispone de un géiser natural.

Energía Mareomotriz

Central Mareomotriz: Se construye un dique en el mar que encierra una bahía. Durante la pleamar (marea alta), el mar sube y el agua pasa por el dique hacia la bahía a través de una turbina que mueve un generador. Con la bajamar (marea baja), el agua retorna de la bahía al mar, y las turbinas giran en sentido inverso, generando electricidad nuevamente.

Impacto de la Energía Mareomotriz

• Perjuicios: Alto costo de construcción, bajo rendimiento, afecta a la fauna marina, impacto visual.

Conceptos Fundamentales de Electricidad

Voltaje (V)

El voltaje, o diferencia de potencial, es la fuerza que impulsa a los electrones a moverse a través de un conductor. Su unidad de medida es el Voltio (V).

Comportamiento del Voltaje en Circuitos

• En un circuito en serie, el voltaje de la fuente es igual a la suma de los voltajes consumidos por cada componente (por ejemplo, cada lámpara).
• En un circuito en paralelo, el voltaje de la fuente es igual al voltaje que recibe cada componente.

Intensidad de Corriente (I)

La intensidad de corriente es la cantidad de electrones que circula por un punto determinado en una unidad de tiempo. A mayor velocidad de los electrones, mayor intensidad. Su unidad de medida es el Ampere (A).

Resistencia Eléctrica (R)

La resistencia es la oposición que presenta un material al flujo de la corriente eléctrica. Un material con alta resistencia hace que los electrones se muevan más despacio, es decir, que reduce su intensidad. Su unidad de medida es el Ohmio (Ω).