Fontes de Enerxía Primaria: Clasificación, Tecnoloxías e Aproveitamento

Fontes de Enerxía Primaria

As fontes de enerxía primaria clasifícanse en:

Fontes Renovables

Son aquelas que se rexeneran de forma natural e continua.

• Enerxía solar
• Enerxía da biomasa
• Enerxía mareomotriz
• Enerxía da ondada (oleaxe)
• Enerxía xeotérmica

Fontes Non Renovables

Son recursos almacenados na Terra que se poden esgotar. Así temos:

• Enerxía nuclear de fisión
• Enerxía de combustibles fósiles

Enerxía Solar

É o conxunto de radiacións que a Terra recibe do Sol. Parte desta radiación é rexeitada pola atmosfera. Ten a súa orixe nas reaccións de fusión que se producen no interior do Sol: os átomos de hidróxeno únense para formar helio.

Vantaxes da Enerxía Solar

• Considérase unha fonte de enerxía renovable porque o Sol consumirase dentro de moito tempo.
• Crea poucos problemas de contaminación.
• Non está suxeita á elevación de prezos enerxéticos.

Desvantaxes da Enerxía Solar

• Non é unha enerxía altamente concentrada.
• É intermitente.
• Os sistemas que a aproveitan son bastante custosos.

Aproveitamento Térmico da Enerxía Solar

Campos de Heliostatos

Os heliostatos son espellos direccionais de grandes dimensións que reflicten a luz cara a unha torre central, concentrando os raios nunha caldeira. O aporte térmico é absorbido polo fluxo dun fluido. Este fluido é conducido a presión ata un xerador de vapor que se dirixe cara a un grupo turbina-alternador para xerar enerxía eléctrica. O fluido é posteriormente condensado para repetir o ciclo.

Forno Solar

Consiste en concentrar nunha pequena zona os raios solares que inciden nun espello grande de forma parabólica. Acádanse temperaturas moi altas. Úsanse en investigacións científicas.

Aproveitamento Eléctrico (Fotovoltaica)

Realízase mediante células fotovoltaicas, que son dispositivos semicondutores (poden ser de arseniuro e de silicio). Estas células producen unha diferenza de potencial (ddp) cando a luz solar incide nelas. Ao asocialas, obtéñense saídas de tensión utilizables.

Centrais Hidroeléctricas

Existen dous tipos segundo o seu emprazamento:

Tipos de Centrais Hidroeléctricas

1. Centrais de aproveitamento por derivación de augas: Consiste en desviar a auga dun río mediante unha pequena presa cara a unha canle.
2. Centrais de aproveitamento por acumulación de augas: Consiste en almacenar auga a un certo nivel mediante un encoro.

Clasificación por Potencia

Segundo a potencia eléctrica que a central produza, clasifícanse en:

• Minicentrais eléctricas: (250-500 kW). Están situadas en pequenos ríos.
• Grandes centrais: (máis de 5 MW). En grandes ríos.

Vantaxes e Desvantaxes

Vantaxes

• A auga almacenada pode empregarse para os fogares e para o regadío.
• Non xeran residuos.

Desvantaxes

• Pode provocar o asolagamento de poboación e zonas de cultivo.

Biomasa

É toda a materia orgánica non fósil orixinada pola fotosíntese e polo metabolismo de seres heterótrofos. Como biomasa podemos considerar os vexetais e certos residuos.

Técnicas de Aproveitamento da Biomasa

1. Combustión directa: Consiste en queimar a biomasa de madeira e restos vexetais. O seu rendemento é baixo pola humidade do combustible e polas perdas enerxéticas debidas ao sistema de combustión.
2. Pirólise: Empréganse residuos forestais e madeireiros e determinados cultivos agrícolas. A pirólise é un proceso de descomposición térmica das moléculas orgánicas en ausencia de osíxeno.
3. Gasificación: É un proceso que, por oxidación parcial (combustión incompleta), permite obter hidrocarburos, coma metano e outros gases.
4. Fermentación aeróbica: Consiste en transformar o azucre dos vexetais en etanol. Este proceso é realizado por microorganismos en presenza de aire. Previamente engádese auga aos vexetais para axustar a cantidade de azucre aos niveis desexados.
5. Fermentación anaeróbica: Determinadas bacterias en ausencia de osíxeno transforman a biomasa en metano. Introdúcese a materia orgánica nun dixestor, que é un recipiente pechado hermeticamente cunha canalización para que saia o gas. Utilízase en aplicacións domésticas.
6. Biodiésel: Obtense de calquera semente oleaxinosa e tamén de aceites xa usados en restaurantes ou na industria. Se partimos de sementes, temos que extraer o aceite someténdoas a altas temperaturas; se se trata de aceite reciclado, debemos purificalo. Emprégase en motores de combustión.

Vantaxes e Desvantaxes da Biomasa

Vantaxes

• É un recurso inesgotable.
• Permite aproveitar os residuos.
• Fomenta a limpeza de bosques.

Desvantaxes

En ocasións é moi dispersa, e o rendemento non é moi alto.

Enerxía Nuclear

Fusión Nuclear

Únense varios átomos lixeiros para formar un átomo máis pesado, converténdose parte da masa inicial en enerxía calorífica.

Vantaxes da Fusión

• É unha enerxía na que case non se producen refugallos.
• O seu rendemento enerxético é excelente.
• O deuterio e o tritio son moi abundantes e doados de obter.

Desvantaxes da Fusión

• Para conseguir esta reacción é preciso manter os elementos a unha temperatura moi alta.
• Así, a materia está en estado de plasma e para confinalo nunha rexión concreta empréganse potentes campos magnéticos.
• Está en vías de desenvolvemento.

Fisión Nuclear

Escíndese un núcleo atómico mediante un bombardeo de neutróns. De novo, parte da masa inicial pasa a ser enerxía.

É unha reacción nuclear na que se provoca a ruptura do núcleo mediante o impacto dun neutrón. Nos núcleos atómicos está almacenada unha grande cantidade de enerxía que mantén unidas as partículas que os forman. Ao escindirse o núcleo, libérase esta enerxía en xeito de calor e radiacións que poden ser moi prexudiciais para os seres vivos.

As Centrais Nucleares

a) O Reactor Nuclear

Está formado por un recipiente de aceiro de grandes dimensións. Nel están:

• As barras de combustible: Variñas de aceiro nas que se introducen as pastillas de uranio enriquecido.
• O moderador: Encargado de decelerar os neutróns.
• O fluido refrixerante: Xeralmente auga, que refrixera o reactor.
• As barras de control: Regulan a reacción en cadea e, se é necesario, poden detela.

b) Funcionamento dunha Central Nuclear

A auga quéntase debido á calor desprendida polo reactor a causa da fisión nuclear. Esta auga vai a un xerador de vapor por un circuíto primario. A auga mantense líquida a 290 ºC debido ás altas presións.

Polo circuíto secundario entra auga procedente da turbina e transfórmase en vapor. O vapor volta ás turbinas onde cede a súa enerxía para accionar o alternador.

c) Problemática das Centrais Nucleares

• O combustible e as medidas de seguridade son necesarias e custosas.
• Os refugallos radioactivos, que non se poden eliminar, son depositados en bidóns especiais.
• A descarga de auga quente do circuíto de refrixeración altera o ecosistema dos ríos ao mudar a súa temperatura.

Combustibles Fósiles: O Carbón

Os carbóns minerais clasifícanse segundo o seu contido en carbono:

• Turba: É o carbón máis recente e aparece en zonas pantanosas. O seu contido de carbono é do 50%.
• Lignito: Ten un contido do 70% en carbono.
• Hulla: Ten un 85% de carbono. É o máis empregado.
• Antracita: Ten un 95%. Debido ao seu alto prezo, non se emprega a miúdo.

Funcionamento dunha Central Térmica Clásica

Utiliza xeralmente como fonte de enerxía carbón, fuelóleo ou gas, aínda que existen centrais térmicas que empregan diferentes tipos de biomasa.

Introdúcese o combustible na caldeira, e os queimadores provocan a súa combustión xerando enerxía calorífica que converte a auga en vapor. Este vapor vai cara ás turbinas. O xiro das turbinas transmítese ao rotor do alternador, obténdose enerxía eléctrica.

Á saída das turbinas, o vapor pasa ao condensador onde volta ao estado líquido grazas a un circuíto de refrixeración. A auga condensada volta ás caldeiras.

Desvantaxes das Centrais Térmicas Clásicas

• Riscos para o persoal das minas de carbón.
• Contaminación do chan.
• Choiva ácida.
• Contaminación debida ás refinerías.
• Efecto invernadoiro.

A Coxeración

É unha mellora no aproveitamento enerxético seguindo o esquema das centrais térmicas. Consiste nun proceso no que se xera calor e electricidade conxunta e simultaneamente no mesmo lugar onde se precisan. Para isto, prodúcese electricidade e posteriormente a calor residual é aproveitada.