Fundamentos de la Energía: Clasificación, Conversión y Recursos Energéticos

Conceptos Fundamentales de la Energía

1.1. ¿Qué es la energía?

Es la capacidad de un sistema para producir cambios en el sistema internacional. El julio es la unidad de medida.

1.2. Tipos de energía

• Energía mecánica: Se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo. La altura que ocupa respecto al suelo determina su energía potencial y la velocidad de su movimiento, su energía cinética.
• Energía radiante: Es la energía que transportan las radiaciones electromagnéticas.
• Energía eléctrica: Es la que se origina gracias a la electricidad.
• Energía nuclear: Este tipo de energía se almacena en el interior del núcleo de los átomos.
• Energía química: Es la que se produce en reacciones químicas.

2.2. Transformaciones de energía

Centrales Solares

• Centrales solares de media temperatura (Media Tº): La radiación solar incide en unos espejos, llamados colectores, que la concentran en un receptor. Pueden alcanzar 300ºC y, mediante ese calor, se produce un vapor que impulsa la turbina.
• Centrales solares de alta temperatura (Alta Tº): La radiación solar incide en una superficie amplia cubierta de grandes espejos. Concentran la radiación en un colector, generalmente una torre, donde se encuentra la turbina y el alternador, alcanzando temperaturas de aproximadamente 2000ºC.

2.2. Partes de una central térmica

• Caldera: En ella el agua se transforma en vapor utilizando el calor desprendido por la combustión del carbón, el gas natural o el gasoil.
• Turbina: El vapor producido en la caldera hace girar el eje de la turbina, que a su vez está conectado a un generador.
• Generador: La energía mecánica de la turbina se transforma en energía eléctrica en el generador. El generador utilizado habitualmente en las centrales térmicas es el alternador.

2.3. Conversión de energía solar en energía eléctrica

• Generador solar: Compuesto por un conjunto de paneles fotovoltaicos, que captan la radiación luminosa procedente del sol y la transforman en corriente.
• Batería o acumulador: Almacena energía producida por el generador y permite disponer de corriente eléctrica fuera de las horas de luz o días nublados.
• Inversor: Es opcional, transforma la corriente continua en corriente alterna.

3. Fuentes de energía

Denominamos fuente de energía a todos aquellos recursos naturales capaces de producir algún tipo de energía. Pueden ser renovables o no renovables.

3.1. Fuentes de energía renovable

Cuando tras ser utilizadas se pueden regenerar de manera natural o artificial.

Ejemplos: Energía eólica (viento) y energía solar (sol).

3.2. Fuentes de energía no renovable

Estas no pueden regenerarse de manera natural o artificial a medio o corto plazo.

Ejemplos: Los combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas) y la energía nuclear.

Ventajas e Inconvenientes de la Energía Hidráulica

• Ventajas: No produce gases de invernadero ni emisiones tóxicas.
• Inconvenientes: No está disponible en periodos de sequía y es necesario retener agua en embalses.

4. Conceptos Termodinámicos Básicos

4.1. Temperatura

Es una propiedad de la materia que está relacionada con el movimiento de las partículas: mayor movimiento $\rightarrow$ mayor Tº; menor movimiento $\rightarrow$ menor Tº.

Escalas de temperatura

• Escala Celsius.
• Escala Fahrenheit.
• Escala Kelvin (K).

4.2. Calor

Es el flujo de energía que pasa del sistema de mayor temperatura al sistema de menor temperatura. El calor es energía en tránsito; pasa de un sistema a otro hasta que se produce el equilibrio térmico.