MIGUELTECNOLOGIA
I.E.S. JOSÉ SARAMAGO (Humilladero)
Tema 6: Generación y transporte de la energía eléctrica
INTRODUCCIÓN
En la naturaleza existen varios tipos de energía, (la energía no se crea ni se destruye, simplemente se transforma), el Hombre utiliza esa energía para transformarla en otros tipos de energía más conveniente (Energía térmica, energía luminosa, energía mecánica, etc.).
La energía eléctrica es el tipo de energía más utilizado hoy en día por su facilidad de transporte y conversión en otro tipo de energías.
Actividad 1: Indica en qué tipo de energía convierten la energía eléctrica los siguientes aparatos:
POTENCIA
La potencia es la cantidad de energía consumida (transformada) por un aparato eléctrico por unidad de tiempo. La Potencia (P) se mide en Vatios (W). (Se emplea mucho la unidad KW = 1000 W).
Para calcular la potencia de un receptor, se utiliza la siguiente fórmula: P = I · V
P = Potencia (W)
I = Intensidad (A)
V = Voltaje (V)
Actividad 2: Calcula la potencia que consume una bombilla conectada a 4,5 V por la que circula una intensidad de 0,3 A.
Actividad 3: Calcula la intensidad que pasará por el cable de una estufa de 2200 W, conectada a un voltaje de 220 V.
Actividad 4: Calcula el voltaje al que se ha conectado un motor de 2 KW, en el que hemos medido 25 A con un amperímetro.
Actividad 5: En el siguiente circuito, calcula la potencia consumida por cada bombilla y la potencia que entrega la pila.
ENERGÍA
Como ya se ha dicho, los distintos tipos de energía presentes en la Naturaleza pueden ser convertidos en energía eléctrica, que es fácil de transportar a largas distancias y luego, una vez en el punto de uso, puede ser fácilmente convertida mediante un receptor, a otros tipos de energía más convenientes para las personas.
Cuanto más potencia consume un receptor, más energía consume. La energía también depende del tiempo, ya que cuanto más tiempo tenemos conectado dicho receptor, más energía consume.
Para calcular la energía consumida por un receptor, se utiliza la siguiente fórmula: E = P · t
E = Energía (KW·h)
P = Potencia (KW)
h = Tiempo (h)
En la entrada de nuestras casas hay un contador de energía eléctrica, que es lo que se paga cada mes a la compañía de electricidad.
Actividad 6: Tenemos una estufa de 2000 W de potencia conectada durante 5 horas. ¿Qué energía consumirá?
Actividad 7: ¿Qué energía consumirá una bombilla de 120 Ω conectada a un voltaje de 220 V durante 60 minutos?
Actividad 8: ¿Qué nos costará tener encendidas las luces de la clase sabiendo que cada barra fluorescente consume una potencia de 36 W y el KW.h cuesta 0,14 €?
Actividad 9: Calcula la factura de electricidad de tu vivienda ayudándote de la siguiente hoja de cálculo:
3.1. TIPOS DE ENERGÍA
Existen dos grandes tipos de energía: las energías renovables y las no renovables. ¿Cuál es la diferencia entre ellas?
Las energías renovables:
Son recursos limpios y casi inagotables que nos proporciona la naturaleza.
Por su carácter autóctono contribuyen a disminuir la dependencia de nuestro país de los suministros externos.
Favorecen el desarrollo tecnológico y la creación de empleo.
Las energías no renovables:
Son aquellas cuyas reservas son limitadas y, por tanto, disminuyen a medida que se consumen.
A medida que las reservas son menores, es más difícil su extracción y aumenta su coste.
Se consideran energías no renovables el petróleo, el carbón, el gas natural o la energía nuclear.
Actividad 10: Pulsa sobre el siguiente enlace que te llevará a una página web en la que se habla de las energías renovables.
Contesta las siguientes preguntas en un tu cuaderno, buscando las respuestas en dicha página web.
¿Qué son las energías renovables?
¿Qué fuentes de energía renovable existen?
¿Cuáles son las diferencias entre energías renovables y convencionales?
¿Cuáles son las principales ventajas medioambientales de las energías renovables?
¿Cuáles son las ventajas estratégicas y socioeconómicas de las energías renovables?
3.2. CENTRALES ELÉCTRICAS
Una central eléctrica es una instalación donde se transforma la energía obtenida de los recursos naturales en energía eléctrica.
Existen distintos tipos de centrales eléctricas, unas utilizan energías renovables y otras no renovables, aunque la mayoría de las centrales (las convencionales), utilizan energías no renovables.
Las centrales eléctricas convierte la energía mecánica de una caída de agua de un rio o la energía del viento o la energía del movimiento del vapor, en energía eléctrica mediante un alternador.
Actividad 11: En el siguiente enlace podrás encontrar mucha información sobre las centrales térmicas, que calientan agua y producen vapor, que mueven una turbina conectada a un alternador, el cual produce la corriente eléctrica.
Contesta las siguientes preguntas en un folio, buscando las respuestas en dicha página web.
¿Qué es una central térmica convencional?
Nombra los principales componentes de una central térmica convencional.
Nombra los tipos de centrales térmicas según el combustible que utilizan.
Describe brevemente el funcionamiento de una central térmica.
Describe las dos formas en las que las centrales térmicas inciden en el medio ambiente.
Actividad 12: En el siguiente enlace podrás encontrar mucha información sobre las centrales nucleares, que calientan agua mediante una reacción nuclear y producen vapor, que mueven una turbina conectada a un alternador, el cual produce la corriente eléctrica.
Contesta las siguientes preguntas en un folio, buscando las respuestas en dicha página web.
¿Qué es la radioactividad?
¿Qué tipos de radioactividad natural existen?
¿En qué consiste la fisión nuclear?
Describe con tus palabras el funcionamiento de una central nuclear.
Nombra las partes de un reactor nuclear.
¿Qué tipos de reactores nucleares existen?
¿Qué diferencias hay entre una central nuclear de agua a presión y una central nuclear de agua en ebullición?
¿Cómo afectan las centrales nucleares al impacto ambiental?
Actividad 13: En el siguiente enlace podrás encontrar mucha información sobre las centrales hidroeléctricas, que convierten la energía potencial de un salto de agua en corriente eléctrica mediante trabinas y alternadores.
Contesta las siguientes preguntas en un folio, buscando las respuestas en dicha página web.
¿ Qué clases de centrales hidroeléctricas existen según la potencia instalada?
Nombra los principales componentes de una central hidroeléctrica.
Nombra los tipos de presas de hormigón en función de su estructura.
¿En qué dos grupos podemos clasificar las turbinas hidráulicas?
¿Cuáles son las turbinas que más se utilizan actualmente?
¿Qué tres modelos básicos de centrales hidroeléctricas existen?
Describe el funcionamiento de una central hidroeléctrica.
Enumeras las principales ventajas e inconvenientes de una central hidroeléctrica.
Qué consecuencias en el impacto ambiental conlleva la construcción de una central hidroeléctrica.
Actividad 14: En el siguiente enlace podrás encontrar mucha información sobre las centrales eólicas, que convierten la energía eólica en energía eléctrica mediante unas aspas conectadas a un alternador.
Contesta las siguientes preguntas en un folio, buscando las respuestas en dicha página web.
¿Qué es un parque eólico?.
¿Cuál es el principal problema de los parques eólicos?.
Nombra los principales componentes de un aerogenerador.
Realiza un pequeño esquema sobre los tipos de aerogeneradores que existen.
Describe el funcionamiento de una central eólica.
Nombra y describe brevemente los efectos que tienen los aerogeneradores sobre el medio ambiente.
Actividad 15: En el siguiente enlace podrás encontrar mucha información sobre las centrales solares, que convierten la energía térmica o fotovoltaica en energía eléctrica.
Contesta las siguientes preguntas en un folio, buscando las respuestas en dicha página web.
¿Cuáles son las características del Sol?
Explica los tipos de radiación que nos llega del Sol.
Realiza un pequeño esquema de las vías de aprovechamiento de la energía solar.
Realiza un pequeño esquema de los tipos de centrales solares.
Explica el funcionamiento de una central termosolar.
Explica el funcionamiento de una central fotovoltaica.
¿Qué impacto sobre el medio ambiente tienen las centrales solares?
3.3. TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Normalmente, los recursos naturales de origen de la energía están en sitios alejados de los núcleos urbanos e industriales. Para hacer llegar la energía eléctrica hasta dichos lugares, existe una red de tendidos de alta tensión y de centros de transformación que se encargan de esta labor.
Como vimos en el tema anterior, los conductores tienen resistencia, la cual depende de la longitud del mismo. Para longitudes de varios kilómetros (como es el caso de las líneas de transporte de energía eléctrica), los cables consumen muchos voltios y además, la intensidad en los mismos es muy elevada, por lo que se produce mucha pérdida de energía en forma de calor.
La solución a estos problemas es elevar la tensión mediante un centro de transformación, lo que hace que se reduzca drásticamente la intensidad en la línea (lo que ayuda a reducir el diámetro de los cables) y no afecte la caída de tensión en los cables.
Actividad 16: En el siguiente enlace podrás encontrar mucha información sobre la planificación de la energía eléctrica en España.
Contesta las siguientes preguntas en un folio, buscando las respuestas en dicha página web.
http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/el-sector-electrico/planificacion-energia-espana
Preguntas
¿Cuáles son los objetivos de la planificación energética en España?
Realiza un esquema de la clasificación de las centrales eléctricas según el uso, explicando brevemente cada tipo.
¿Para qué es necesario hacer una previsión de la demanda energética?
¿Qué son las horas puntas y las horas valle?
¿Qué es la potencia instalada?
¿Qué es la energía generada?
¿A qué se debe el crecimiento de la capacidad de generación de energía en España en los últimos años?
Dibuja un gráfico sobre el origen de la electricidad generada según las fuentes de generación.
3.4. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DE LA GENERACIÓN, TRANSPORTE Y USO DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
La energía eléctrica es el tipo de energía más usada desde su descubrimiento. Existen multitud de instalaciones y sistemas que afectan al medio natural negativamente.
Criterios de evaluación
4.3. Relacionar los efectos de la energía eléctrica y su capacidad de conversión en otras manifestaciones energéticas. Conocer cómo se genera y transporta la electricidad, describiendo de forma esquemática el funcionamiento de las diferentes centrales eléctricas renovables y no renovables.