Energías Renovables (fundamentos, Tecnologías y Aplicaciones)

En este libro se estudian las energías sucias y las limpias desde un punto de vista técnico. En los primeros capítulos se abordan los siguientes temas: Qué es la energía y sus unidades de medida. Energía procedente de combustibles fósiles (petróleo, gas natural, carbón). Energía de fisión nuclear. Lluvia ácida, destrucción de la capa de ozono, efecto invernadero y cambio climático en general. La electricidad: generación y aplicaciones. En cuanto a las energías limpias, se estudia cada una de ellas con sus fundamentos, tecnologías y aplicaciones. Así veremos: Energía solar térmica, fotovoltaica y termoeléctrica. Energía eólica. Biomasa. Energía hidráulica. Fisión nuclear. Energía procedente del hidrógeno (pilas de combustible). Energía geotérmica. Energía procedente de los sistemas de cogeneración. Etc. Este manual aborda por primera vez de una forma técnica y práctica las energías limpias y renovables, que pueden ayudar a frenar el cambio climático y conseguir un desarrollo armónico y equilibrado. Es de gran interés para ingenierías, profesionales del sector, cursos de formación, empresas energéticas, empresas constructoras, instaladores, proyectistas, arquitectos, empresas eléctricas, estudiantes, etc. ÍNDICE DEL LIBRO Capítulo 1 LA ENERGÍA: DEFINICIÓN, CLASIFICACIÓN, UNIDADES DE MEDIDA Y FUENTES. 1.1 Definición de energía.- 1.2 Unidades para medir la energía.- 1.3 Formas de energía.- 1.4 Energía cinética.- 1.5 Energía potencial.- 1.6 Fuentes energéticas. 1.7 Eficiencia energética.- 1.8 Certificado energético de un edificio.- 1.9 Panorama energético nacional e internacional. Capitulo 2 FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES: LOS COMBUSTIBLES FÓSILES. 2.1 Fuentes energéticas escasas.- 2.2 El petróleo y sus productos derivados. 2.3 Estudios previos y sistemas de extracción del petróleo.- 2.4 Extracción de petróleo con inyección de agua y de vapor.- 2.5 Separación del petróleo en fracciones aprovechables.- 2.6 El barril de crudo.- 2.7 Principales productos derivados del petróleo.- 2.8 Las gasolinas y sus características.- 2.9 El gasoil, el gasóleo y sus características.- 2.10 Industrias petroquímicas.- 2.11 Gases licuados del petróleo (GLP). Gas natural.- 2.12 El carbón.- 2.13 Centrales térmicas o termoeléctricas.- 2.14 Turbinas de vapor, gas y chorro (Jet). 2.15 Central térmica convencional de carbón.- 2.16 Centrales termoeléctricas de ciclo combinado.- 2.17 Central térmica de gasificación de ciclo combinado.- 2.18 Minicentrales térmicas ecológicas y modulares.- 2.19 Ventajas e inconvenientes de las centrales térmicas. 2.20 Captura, transporte y almacenamiento del dióxido de carbono.- 2.21 Central incineradora de residuos sólidos urbanos (RSU). Capítulo 3 LA ENERGÍA NUCLEAR (FISIÓN). 3.1 Energía nuclear.- 3.2 Funcionamiento de una central nuclear.- 3.3 La seguridad en las centrales nucleares.- 3.4 Los residuos de las centrales nucleares.- 3.5 Gestión de los residuos de las centrales nucleares.- 3.6 La energía nuclear en España y en el mundo. Capítulo 4 EL CAMBIO CLIMÁTICO Y LOS COMBUSTIBLES FÓSILES. 4.1 Problemas creados por los combustibles fósiles.- 4.2 La lluvia ácida.- 4.3 El efecto invernadero.- 4.4 La capa de ozono.- 4.5 El cambio climático y el desarrollo sostenible.- 4.6 El Protocolo de Kyoto. Capítulo 5 LA ELECTRICIDAD: GENERACIÓN Y APLICACIONES. 5.1 La electricidad.- 5.2 Magnitudes eléctricas.- 5.3 La Ley de Ohm y los circuitos eléctricos (serie y paralelo).- 5.4 Componentes de un circuito eléctrico.- 5.5 Corriente continua y corriente alterna.- 5.6 Transporte y distribución de la electricidad. 5.7.- Producción de electricidad a partir de aire comprimido. Capítulo 6 FUENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES. 6.1 Energías renovables: definición e historia.- 6.2 Principales fuentes de energía renovable (solar, eólica, hidráulica, biomasa, geotérmica, hidrógeno y fusión nuclear).- 6.3 Ventajas e inconvenientes de las energías renovables. Capítulo 7 LA BOMBA DE CALOR Y SUS APLICACIONES (ENERGÍA DE ORIGEN GEOTÉRMICO). 7.1 Las leyes de la termodinámica.- 7.2 Principio de funcionamiento de la bomba de calor.- 7.3 Rendimiento de una bomba de calor.- 7.4 Energía de origen geotérmico. 7.5 Clasificación de la energía geotérmica.- 7.6 Usos directos de la energía geotérmica.- 7.7 Climatización de viviendas y edifi cios por bombas geotérmicas. Capítulo 8 LA ENERGÍA HIDRÁULICA. 8.1 Energía hidráulica y centrales hidroeléctricas.- 8.2 Tipos de centrales hidroeléctricas (principio de funcionamiento).- 8.3.- Centrales hidroeléctricas en España y en el mundo.- 8.4 Ventajas e inconvenientes de las centrales hidroeléctricas. Capítulo 9 ENERGÍA EÓLICA. 9.1 Energía eólica.- 9.2 Los aerogeneradores: principio de funcionamiento.-9.3Especificaciones de un aerogenerador.- 9.4 Parques eólicos.-9.5 Ventajas e inconvenientes de los parques eólicos.- 9.6 Centrales hidroeólicas.- 9.7 Aerogeneradores de prestaciones menores (pequeñas comunidades, granjas).- 9.8 Aerogeneradores flotantes.- 9.9 El barco mercante de propulsión mixta (motor-cometa) Beluga Skysail.- 9.10 La energía eólica en España y en el mundo. Capítulo 10 LA BIOMASA. 10.1 Orígenes y clasificación de la biomasa.- 10.2 Transformación de la biomasa en energía.- 10.3 Tipos y aplicaciones de la biomasa (gas metano, bioetanol, biodiesel).- 10.4 Desarrollos recientes para aumentar el rendimiento de las biomasas.- 10.5 Biodiesel: obtención y aplicaciones.- 10.6 Plantas y árboles transgénicos para la producción de biomasa.- 10.7 Bioetanol: obtención y aplicaciones.- 10.8 Instalaciones de biogás en combinación con plantas de cogeneración.- 10.9 Biocombustibles en la aviación comercial. Capítulo 11 EL HIDRÓGENO Y LAS PILAS DE COMBUSTIBLE. 11.1 El hidrógeno: presencia en la tierra y en el universo.- 11.2 El hidrógeno desde el punto de vista energético.- 11.3 Métodos para la obtención de hidrógeno. 11.4 .-Aplicaciones del hidrógeno.- 11.5 Pilas de combustible.- 11.6 Factores que influyen en el funcionamiento de las pilas de combustible.- 11.7 Tipos de pilas de combustible.- 11.8 Pilas de combustible reversibles.- 11.9 Pilas de combustible según su aplicación.- 11.10 Vehículos híbridos.- 11.11 El coche eléctrico y otros vehículos ecológicos (NH3Car, trenes, 4x4).- 11.12 Aviones con pilas de combustible.- 11.13 Producción de hidrógeno a partir de agua. Capítulo 12 ENERGÍA DE LAS OLAS Y LAS MAREAS. 12.1 Energía de los mares y océanos (olas, mareas).- 12.2 Centrales undimotrices. 12.3 Boyas de energía undimotriz.- 12.4 Aprovechamiento de la energía de las mareas.- 12.5 Centrales mareomotrices.- 12.6 Turbinas marinas. Capítulo 13 FUSIÓN NUCLEAR: LA ENERGÍA DE LAS ESTRELLAS. 13.1 La Fusión nuclear: características y diferencias con la fi sión nuclear.- 13.2 El hidrógeno en la fusión nuclear.- 13.3 Liberación de energía en la fusión nuclear. 13.4 La fusión en caliente y el reactor experimental ITER.- 13.5 Confi namiento de la fusión nuclear. Capítulo 14 LA COGENERACIÓN: UN SISTEMA EFICIENTE DE PRODUCCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA. 14.1 La cogeneración.- 14.2 La trigeneración.- 14.3 Eficiencia energética de la cogeneración.- 14.4 Ejemplo de efi ciencia energética en una industria papelera. 14.5 Elección de las distintas tecnologías de cogeneración.- 14.6 Cogeneración con turbinas de vapor.- 14.7 Cogeneración con turbinas de gas.- 14.8 Cogeneración de ciclo combinado.- 14.9 Cogeneración con motores de combustión interna diesel. 14.10 Instalación de cogeneración a partir de biomasa.- 14.11 Instalaciones de trigeneración. Proyecto TriGeMed.- 14.12 Ejemplos de instalaciones de trigeneración (aeropuerto de Barajas en Madrid).- 14.13 Elección de la planta de cogeneración más adecuada para cada caso.-14.14 Cogeneración con microturbinas. 14.15 La cogeneración con pilas de combustible.- 14.16 Cogeneración con el motor Stirling.- 14.17 Ventajas de los sistemas de cogeneración y trigeneración. Capítulo 15 LA ENERGÍA SOLAR. 15.1 El sol: fuente de energía.- 15.2 Aprovechamiento de la energía solar (Instalaciones solares térmicas. Instalaciones solares fotovoltaicas. Instalaciones solares termoeléctricas). Capítulo 16 INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS. 16.1 Definición y componentes de una instalación solar térmica.- 16.2 Paneles solares térmicos: características y tipos.- 16.3 Instalaciones solares térmicas. 16.4 Clasificación de los paneles solares térmicos.- 16.5 Paneles solares térmicos planos.- 16.6 Paneles solares térmicos de tubos de vacío.- 16.7 Depósitos-acumuladores solares.- 16.8 Otros componentes de las instalaciones solares térmicas. 16.9 Zonas climáticas.- 16.10 Centros de investigación, experimentación y desarrollo. La plataforma Solar de Almería.- 16.11 Últimos avances: instalaciones solares térmicas con paneles termodinámicos. Capítulo 17 INSTALACIONES SOLARES TERMOELÉCTRICAS. 17.1 Características de las instalaciones solares termoeléctricas.- 17.2 Captadores cilíndrico-parabólicos para concentración solar (aplicaciones termoeléctricas). 17.3 Captadores de discos (disco Stirling) para concentración solar (aplicaciones termoeléctricas).- 17.4 Torres solares (aplicaciones termoeléctricas).- 17.5 Proyectos de torres solares.- 17.6 Planta termoeléctrica con tecnología cilíndrico-parabólica. 17.7 Proyecto de la mayor planta solar termoeléctrica del mundo. Otros proyectos. Capítulo 18 ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA. 18.1 Definición y características de la energía solar fotovoltaica.- 18.2 Las células fotovoltaicas (el efecto fotoeléctrico).- 18.3 Tipos de células fotovoltaicas (el silicio).- 18.4 Células solares fotovoltaicas de otros materiales.- 18.5 Paneles solares fotovoltaicos.- 18.6 Instalaciones solares fotovoltaicas: aisladas, conectadas a la red y centrales fotovoltaicas.- 18.7 Componentes de las instalaciones solares fotovoltaicas.- 18.8 Cálculo de una instalación solar fotovoltaica.- 18.9 Sistemas fotovoltaicos de concentración.- 18.10 La energía solar fotovoltaica y el Código Técnico de la Edificación.- 18.11 Envío de energía solar desde el espacio a la tierra por medio de satélites y globos.- 18.12 Nanopartículas de silicio para la fabricación de células fotovoltaicas de alto rendimiento.- 18.13 Paneles solares fotovoltaicos ultra grandes.- 18.14 Fábrica de polisilicio en España.- 18.15 Planta solar fotovoltaica de Jumilla.- 18.16 Proyección mundial de la energía fotovoltaica. BIBLIOGRAFÍA.