Energías Renovables: Aplicaciones y Funciones

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ENERGIAS RENOVABLES APLICACIONES Y FUNCIONES


Soy ingeniero mecánico egresado de la Universidad de America con maestría en gestión de calidad de la Universidad Camilo Jose Cela y Bureau Veritas , cuento con amplia experiencia en la supervisión de proyectos de generación de electricidad, petróleo y gas desde las fases de ingeniería hasta la puesta en servicio de las instalaciones incluyendo sistemas de energía Solar para respaldo en unidades aisladas , bombeo y recarga de vehículos eléctricos en Arabia Saudita, actualmente en desarrollo de proyectos de micro movilidad eléctrica y energía solar para sistemas de recarga


CONTEXTO • La tendencia mundial de generación y consumo de energía eléctrica especialmente en la zona asiática tiene un alto ritmo de crecimiento comparado don el resto del mundo lo que incluye el desarrollo de las industrias de energía renovable y movilidad eléctrica https://datos.enerdata.net/electri cidad/estadisticas-mundialesproduccion-electricidad.html


CONTEXTO COLOMBIANO • La matriz energética Colombiana tiene una alta dependencia de los combustibles fosiles y requiere de planes de transición y reemplazo para cumplir con los compromisos del COP 26


Las energías renovables en Colombia • Colombia tiene sectorizados algunos territorios para la aplicación de las diferentes fuentes de energía renovable con proyectos recientes y en vía de instalación


Demanda de energía por sectores • El consumo energético tiene como principales sectores. La industria , el transporte y las residencias, donde se dirigen las estrategias de descarbonización y eficiencia energética, planteadas como escenario de las diferentes energías renovables


ENERGIA HIDRAULICA • Agua, fuente de energía. La energía hidráulica es columna vertebral del sector eléctrico colombiano, es fundamental para mantener una matriz limpia, renovable, eficiente y confiable. Cerca del 70% de la energía en el país proviene de fuentes hídricas


Central de agua fluyente


Central con embalse


Central con acumulacion


Microgenerador hidraulico Es tan sencillo como instalar en las tuberías las mini-turbinas hidráulicas con un generador eléctrico incorporado, que aprovechan el flujo y presión del agua para producir energía eléctrica. Se pueden insertar fácilmente en las tuberías como cualquier válvula o llave de paso, y actúan como válvulas reductoras de presión. Esta mini turbina dispone de un sistema mecánico de rotación, provisto de palas (rodete de polímero), y un generador eléctrico que va implementado al mecanismo de palas mediante un eje (de acero inoxidable). El cuerpo va fabricado en diferentes materiales y aleaciones, adaptándose así a cualquier requisito o normativa. Trabaja indistintamente en posición vertical u horizontal, igualmente con presión diferencial o contrapresión y su rendimiento es del 57%.


Aplicaciones de nidrogeneracion a pequeña escala • https://www.youtube.com/wat ch?v=4o4t8ZChSHQ

• https://www.youtube.com/wat ch?v=PrwykucbCF0


Energia Mareomotriz Características Energía Mareomotriz • El movimiento de las aguas en el mar, genera una energía que se convierte en electricidad.

• Se produce gracias al conjunto del viento, el sol y la luna, que hacen posible el movimiento de las olas, las mareas y las corrientes marinas. • Se produce en la costa. • El mínimo en los niveles de agua, es 5 metros de altura para poder llegar a producir electricidad • Fuente de energía renovable, ilimitada y limpia. • Se desarrolla por medio de un conjunto de generadores mareomotrices conocido como Central Mareomotriz • Combate la contaminación ambiental y otros problemas ambientales. • Energía predecible.

• Es sostenible y ecológica.


Funcionamiento Tipos de Energía Mareomotriz • Las mareas vivas o sicigias; que dependen del movimiento de ascenso y descenso del agua durante la fase de luna llena o nueva. • Las mareas muertas o cuadraturas; en estas se producen cambios en los niveles de las aguas más débiles y se presenta en las fases cuarto creciente y cuarto menguante.


Ventajas y desventajas Ventajas

Desventajas

• Alternativa al problema de los combustibles fósiles. • Atractiva para la generación de energía eléctrica. • Reducen las emisiones de carbono. • El suministro es seguro. • Se produce electricidad baja velocidad. • No contamina el medio ambiente

• Es limitada • Produce cambios en la salinidad. • Energía muy costosa y de gran inversión. • Impacto visual y sobre el paisaje costero. • Impacto sobre la flora y la fauna. • Dependiente de la amplitud de las mareas y localización puntual.


Metodos de generación mareomotriz •

1. Generador de corriente de marea

Los generadores de corriente de marea llamados Tidal Stream Generators (o TSG por sus iniciales inglés) aprovechan la energía cinética del agua en movimiento de una forma muy similar a lo que hacen las turbinas eólicas. Esta forma de obtención de energía supone un costo más reducido y un menor impacto ecológico comparado con los demás métodos. •

2. Presa de marea

Las presas de marea utilizan la energía potencial que existe en las subidas y bajadas de marea. Es una obra de retención a lo largo de un estuario o una bahía cuya misión principal es embalsar el agua de la marea entrante en las obras de retención. Normalmente se construye para formar dos embalses separados y facilitar así la explotación de la central mareomotriz. La escasez de lugares en el mundo que reúnan las condiciones para albergarlas y el impacto medioambiental son dos inconvenientes importantes. •

3. Energía mareomotriz dinámica

También llamada DTP (del inglés ‘Dynamic Tidal Power’), es una mezcla de las anteriormente descritas. Está en fase teórica pero consiste en un sistema de grandes represas (entre 30 y 50 kms. de longitud desde la costa hacia el mar) que inducen en el agua aprovechando las distintas fases de marea, movilizando así sus turbinas generadoras. Cada represa genera energía en una escala de 6 a 17 gigavatios (GW).


Energia Geotermica-contexto


Proyectos en Colombia • Entre las energías renovables encontramos la energía geotérmica, la cual utiliza el calor del subsuelo para climatizar. En todo el mundo hay distintas fuentes naturales de las que podemos extraer este tipo de energía, sin embargo, ¿de dónde se obtiene la energía geotérmica en Colombia?

https://www.youtube.com/watch?v=OXAW2sao50Y


Energia Geotermica, extracción de hidrocarburos • Los tres ensayos, que supervisa la nación, son desarrollados por las petroleras Ecopetrol y Parex en la región del pie de monte llanero. Con la hidrocarburífera nacional se ejecuta el piloto Chichimene, en el municipio de Acacías (Meta). Su capacidad instalada es de 2 megavatios (MW), y podrá generar 38.400 kilovatios hora día (kWh/d), equivalentes al consumo de 6.659 hogares. • Así mismo, con la multinacional petrolera canadiense desarrolla los pilotos de La Rumba, en el municipio de Aguazul, y Maracas en la cabecera de San Luis de Palenque, ambos en el departamento del Casanare. • En el primer ensayo, la infraestructura posee una capacidad instalada de 0,035 MW, y una generación de 672 kWh/d, con el que se cubre la demanda de corriente de 117 hogares.

El piloto de geotermia de San Luis de Palenque (Casanare) cubre el consumo de energía de 480 familias. MME


Energia a partir de biomasa • En Colombia las mejores zonas para la generación de este tipo de energía son: la Región de Los Santanderes, la Costa Atlántica y los Llanos Orientales. No hay que olvidar que una de las grandes ventajas de la biomasa es el acceso de zonas rurales aisladas a un tipo de energía eficiente.


La materia prima de la biomasa • Son muchos los usos energéticos que podemos obtener de la biomasa. Podemos hablar de aplicaciones térmicas, eléctricas y mecánicas • La biomasa es la materia orgánica que hay presente en los residuos agrícolas (podas de los cultivos), forestales (limpiezas de montes), agroalimentarios (subproductos y residuos de procesos de la industria alimentaria y ganadera), además de la que se encuentra en la basura que generamos en las ciudades. “Más de la mitad de la bolsa de basura es materia orgánica y, por tanto, biomasa”


Proyectos de Biomasa en Colombia • Los habitantes de Puerto Carreño, capital del departamento del Vichada, ya no dependerán más de la energía que venía desde Venezuela, o padecerán las horas de racionamiento gracias a la nueva planta de biomasa que están estrenando y que les suministrará electricidad las 24 horas del día.


El proceso de la biomasa • La biomasa es la producción de combustible a partir de materias primas orgánicas, más comúnmente astillas y pellets. Aunque a menudo se anuncia como el futuro de la energía, la biomasa es, de hecho, una de nuestras formas más antiguas de producción de energía, desde los cazadores-recolectores prehistóricos que hacen fuegos de leña para cocinar o para calentarse. Hoy en día, se derivó de la quema de elementos de madera que han absorbido CO2 a lo largo de su vida útil, que se libera cuando se quema, lo que finalmente genera calor y electricidad.


Los bio combustibles

• Reduce los niveles de contaminación ambiental • Reduce la dependencia de las importaciones petroleras • Aumenta los niveles de seguridad económica

• Reduce los gases de efecto invernadero • Es una fuente de energía renovable • Es un combustible fácil de obtener • Extiende la vida útil de los motores diésel • La relación entre costo y beneficio es favorable • Es un combustible eficiente • Facilita el tratamiento de derrames petroleros

Ventajas del biogás Es renovable Es ecológico Reduce la cantidad de desechos en los vertederos Es una fuente confiable de energía No requiere grandes inversiones Crea empleos ecológicos La tecnología de producción es más barata Reduce la dependencia de combustibles fósiles Reduce los gases de efecto invernadero Permite producir abono orgánico

Desventajas del biogás La producción necesita grandes cantidades de tierra Avances tecnológicos limitados Energía con impurezas No es posible producir biogás en cualquier lugar No es viable desde el punto de vista económico La producción está afectada por el clima Se requiere transporte especial Presencia de materiales inflamables Las ciudades no pueden tener plantas de biogás


Energia eólica en Colombia • Los parques del complejo eólico –que están en fase 2 del proyecto y ya cuentan con transmisión confirmada a través de la nueva línea de conexión que se está construyendo– son: Irraipa (99 Mw), Carrizal (195 Mw), Casa Eléctrica (180 Mw) y Apotolorru (75 Mw).


Ventajas y desventajas • Ventajas de la energía eólica

• Desventajas de la energía eólica

• Es inagotable

• Depende del viento

• Es energía limpia y segura

• Es imposible almacenarla

• Es de fácil instalación

• Sí tiene impacto en el ambiente

• Es económica • Es generadora de empleos

• Genera contaminación acústica

• Puede convivir con otras actividades

• El mantenimiento es costoso


Tipos y aplicaciones • Tipos de turbinas eólicas pequeñas • Generalmente, estos sistemas tienen un generador de imanes permanentes de accionamiento directo que limita las pérdidas mecánicas de transmisión. Los sistemas inferiores a 2 kilovatios presentan una capacidad entre 24 y 48 voltios. Están diseñados para cargar baterías o para un circuito de corriente continua compatible con la red de suministro. • Según la inclinación del eje de la turbina lo podemos clasificar en: turbinas eólicas de eje vertical y turbinas eólicas de eje horizontal


Turbinaas eólicas de vortex

https://youtu.be/VgDF8jzc7TU

• CONVERSIÓN DE ENERGÍA • El aerogenerador sin palas captura la energía del viento cuando entra en resonancia debido a un efecto aerodinámico denominado desprendimiento de vórtices. En la mecánica de fluidos, cuando el viento pasa a través de un cuerpo romo, el flujo se modifica y genera un patrón cíclico de vórtices. Una vez que la frecuencia de estas fuerzas está lo suficientemente cerca de la frecuencia estructural del cuerpo, el cuerpo comienza a oscilar y entra en resonancia con el viento. Esto también se conoce en inglés como Vortex Induced Vibration (VIV).


Energia solar


Aplicaciones 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Parques solares en tierra Parques solares flotantes Energía solar distribuida Energía solar térmica Energía solar autoconsumo Bombeo solar


Energia solar y transporte • Descarbonización • Nuevas fuentes de trabajo. • Nuevos desarrollos tecnológicos. • Ampliación de la oferta energética • Democratización de la energía


Hidrogeno

• La clasificación y determinación del color asignado no sólo distingue el proceso seguido para la obtención del hidrógeno, sino que también permite identificar el nivel de emisión de dióxido de carbono derivado de dicho proceso de producción.


Hidrogeno aplicaciones

• Calderas pirotubulares. • Mezcla en la inyección con gas y gasolina. • Celdas de combustible


Es el hidrogeno la solución? • Toyota es una de las marcas que más fuerte está apostando por el hidrógeno y ahora da un nuevo paso con un nuevo motor, que opera con hidrógeno pero que no es eléctrico, y que va a probar en un Toyota Corolla Sport en competición.

• La directiva de descarbonizacion ha hecho aparecer todas las alternativas a la gasolina y el diésel que conocemos hoy en día. Actualmente, el fabricante que no cuide su huella en el planeta estará fuera del panorama automovilístico en un futuro cercano. Vehículos híbridos, eléctricos, de pila de hidrógeno o de gas, así como los combustibles sintéticos son la respuesta a las exigencias de la Unión Europea.


INSPECCION CON DRONES, MOVILIDAD ELECTRICA , ENERGIA SOLAR, PRESERVACION DE EQUIPOS


JUAN ANDRES REVEREND LIZCANO

MUCHAS GRACIAS jreverend@hotmail.com WhatsApp +573158551308


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