• Centrales eléctricas Energías Renovables Energías No Renovables

Departamento de Tecnología
Curso Académico 2008/2009
• Centrales eléctricas
1. Relaciona:
Fuente de energía
Forma de energía
Energía hidroeléctrica
El viento, que se produce entre dos puntos de la Tierra con
diferente presión y temperatura. Es un fenómeno natural
que se da constantemente.
Energía maremotriz
Las precipitaciones de lluvia y de nieve permiten embalsar
el agua. El ciclo del agua es un fenómeno natural que se
produce siempre.
Energía térmica
Determinados materiales, como el uranio, son capaces de
generar grandes cantidades de energía al desintegrarse'.
Sus yacimientos son escasos.
Energía nuclear
La diferencia de nivel del agua del mar producida por las
mareas puede ser aprovechada. Las mareas son un fenómeno producido por la atracción de la Luna sobre el mar.
Energía geotérmica
Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural)
generan energía al quemarse. Sus yacimientos son muy
abundantes, aunque no inagotables.
Energía eólica
La actividad interna de la Tierra genera diferencias de temperatura. Pero no podemos olvidar que la Tierra, como astro, se enfría progresivamente.
Energía heliotérmica
La luz del Sol es capaz de actuar sobre determinados materiales generando electricidad. La actividad solar persistirá
más allá de la existencia de vida sobre la Tierra.
Energía solar fotovoltaica
El calor generado por la actividad del Sol puede concentrarse mediante espejos y actuar sobre un fluido que, al calentarse, es capaz de generar energía eléctrica.
Tipo de fuente de energía
— Completa el cuadro siguiente a partir de la información anterior.
Energías Renovables
Energía Hidroeléctrica
Energías No Renovables
No renovable
Renovable
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Todas las centrales eléctricas, excepto la fotovoltaica, tienen dos elementos fundamentales: la turbina y el alternador.
La turbina de una central eléctrica es un dispositivo mecánico capaz de convertir
la energía cinética del agua, el vapor, el gas o el aire en un movimiento de rotación. La turbina está solidariamente unida al alternador, al que transmite su movimiento de rotación.
El alternador es el generador de electricidad más comúnmente empleado.
Produce corriente alterna y consta de dos partes: el estator y el rotor.
— El estator es una armadura metálica fija provista de un arrollamiento de hilo
de cobre en su interior.
— El rotor, situado en el interior del estator y provisto de electroimanes, puede
girar alrededor de un eje.
a
Cuando el rotor gira a gran velocidad, se produce en los hilos del estator una corriente inducida que proporciona al generador la fuerza electromotriz. En las centrales eléctricas, este movimiento del rotor se consigue utilizando las diferentes
formas de energía mecánica que proporciona la turbina (fig. 3).
Los alternadores de las centrales generan corrientes eléctricas a una tensión que
oscila entre 10000 y 20000 V. Para facilitar su transporte, esta tensión se hace
pasar por un transformador y se eleva a valores comprendidos entre 110000 y
380000 V para reducir pérdidas de energía durante el transporte.
Mediante las lineas de alta tensión, la electricidad es transportada a las localidades de consumo. Sucesivos transformadores disminuyen el voltaje hasta 380. Figura 3.
220 ó 125 V. que son las tensiones utilizadas ordinariamente (fig. 4).
b
a Funcionamiento de una turbina.
b. Grupo turbina-alternador.
Fig. 4. Transporte de la energía eléctrica desde la central al consumidor.
1. Vais a iniciar, en equipo, la construcción de un mural sobre las diferentes formas de producción de energía eléctrica.
Dicho mural será el desarrollo del esquema de la figura 2.
— Tomad una cartulina grande. Buscad en alguna revista una fotografía de alguna torre de sujeción de cables de alta
tensión y pegadla en la parte derecha. Si no encontráis ninguna fotografía que os guste, dibujadla vosotros
mismos.
— Buscad también fotografías o dibujos de un grupo turbina-alternador y un transformador y colocadlos
inmediatamente antes de la torre, tal como aparecen situados en el esquema.
— Unid el alternador y el transformador mediante líneas (los cables) y prolongadlos hasta la torre.
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2. Consulta los apuntes y completa el texto con las palabras siguientes: alternador, estator, rotor,
transformador y turbina.
" La……
movimiento
……….. de una central eléctrica es un dispositivo mecánico capaz de convertir la energía cinética en un
de rotación. Está solidariamente unida al……………………….., al que transmite su movimiento de rotación.
El……………….es el generador de electricidad más comúnmente empleado. Produce corriente eléctrica y consta de dos
partes:
el………………….y el………………El………..es una armadura fija provista de un arrollamiento de hilo de cobre en su
interior, mientras que el…………………está situado en el interior del……………., puede girar alrededor de un eje y va provisto de
electroimanes.
El…………………………de una central eléctrica produce corriente a una tensión que oscila entre 10000 y 20000 V. Para
facilitar su
transporte, esta tensión se hace pasar por un………………….y se eleva a valores comprendidos entre 110000 y 380000
V.
3. Lee la descripción del funcionamiento de una central térmica y describe del mismo modo el de una central
nuclear.
4. Relaciona cada ventaja y cada inconveniente con el tipo de central que las origina. Consulta antes los
apuntes
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5.- Casi todas las formas de manifestarse la energía las podemos observar en los fenómenos que ocurren
en la Naturaleza (casi siempre se presentan varias de ellas a la vez). Analiza y observa los fenómenos que
aparecen en la tabla y establece las manifestaciones de energía más notables y el origen último del
fenómeno.
ENERGÍA
MECÁNICA
ENERGÍA
QUÍMICA
ENERGÍA
SONORA
ENERGÍA
LUMINOSA
ENERGÍA
ELÉCTRICA
ENERGÍA
TÉRMICA
ORIGEN DEL
FENÓMENO
TORMENTA
VIENTO Y
LLUVIA
TERREMOTO
INCENDIO
FORESTAL
MAREAS
'
6 .- Observa tu entorno tecnológico cotidiano y razona. ¿Qué tipo de transformación de energía realizan los
siguientes mecanismos y aparatos de conversión de energía?
...
Generador eléctrico.
.....
Reactor nuclear.
Motor eléctrico.
Batería de coche
Lámpara incandescente.
Bicicleta.
Célula fotovoltaica.
Tostador de pan.
Calentador a gas.
Tubo fluorescente.
Motor de gasolina.
Cuerpo humano.
Turbina de vapor.
Emisor de radio.
7. – Según la clasificación anterior agrupa los siguientes cuerpos por la energía que poseen:
-Batería de coche.
-Proyectil disparado.
-Hierro al rojo vivo.
-Trozo de madera
-Arco tensado.
-Agua a temperatura ambiente.
-Agua hirviendo.
_______ ... _....... _.. .
-Terrón de azúcar.
-Bombona de gas butano.
8.- Utiliza un micrófono y un altavoz (puede valer un magnetofón). Analiza su funcionamiento y haz un
diagrama con las distintas transformaciones energéticas que se producen.
9.- Construye un molinillo de aspas, de tal forma que pueda girar alrededor de su eje y colócalo sobre una
fuente de calor, por ejemplo un tostador de pan (funcionando). ¿Que ocurre?¿Por qué?¿Cuáles son las
transformaciones de energía que se producen?
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A continuación se indican algunos procesos, máquinas y aparatos que hacen posible la transformación
de energías entre sí:
1. La energía mecánica se puede transformar en:
Energía térmica. El movimiento entre piezas origina fricción, y parte del mismo (energía mecánica)
se transforma en calor (energía térmica).
Energía eléctrica. Esta transformación se consigue a base dé generadores (dinamos o
alternadores).
2. La energía eléctrica es la más versátil para su posible transformación y transporte. Se puede
transformar en:
Energía mecánica gracias a motores eléctricos.
Energía térmica por medio de resistencias eléctricas, como ocurre en los radiadores, las placas
vitrocerámicas, etc. Este efecto se conoce como efecto Joule.
Energía química a. través de acumuladores o baterías, por medio de un proceso de electrólisis.
Energía radiante o luminosa en los tubos fluorescentes y lámparas.
3. La energía térmica está latente en la mayoría de ios procesos energéticos. Se puede transformar en:
Energía mecánica como ocurre en las centrales térmicas en las que el vapor mueve las turbinas
(máquina térmica).
Energía eléctrica. Un ejemplo son los convertidores termoeléctricos, termoiónicos y
magnetohidrodinámicos.
Energía química. La termólisis es un ejemplo.
4. La energía química se encuentra en los vegetales, alimentos y combustibles. Normalmente se
transforma en:
Energía mecánica. Un ejemplo cercano es el ser humano, que utiliza la energía de los alimentos
para moverse y realizar sus funciones vitales.
Energía térmica. Al quemarse un combustible, como el carbón, madera, etc., se desprende calor.
Energía eléctrica. Un ejemplo es la conexión a un receptor eléctrico de pilas y baterías.
Energía sonora y radiante. Los fuegos artificiales son una muestra de esta transformación. La,
pólvora al quemarse produce entre otros efectos ruido y luz que se propagan mediante ondas
electromagnéticas.
5. La energía radiante. La que tiene mayores aplicaciones es la procedente del Sol, aunque hay otras
muchas. Se transforma en:
.
Energía térmica. Los rayos del Sol al incidir sobre la materia la calientan. Se puede comprobar
en innumerables situaciones: el agua de un recipiente puesto al Sol, un invernadero, etc.
Energía eléctrica. Al incidir los rayos del Sol sobre las células solares o fotovoltaicas la energía
de los rayos se transforma en energía eléctrica.
Energía química. Gracias a esta conversión es posible la vida vegetal por el proceso de la
fotosíntesis.
6. La energía nuclear se puede transformar en energía térmica a través de la fusión o fisión de núcleos
atómicos.
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