Sinopsis

El campo de la energía es muy extenso abarcando tecnologías y periodos de la ciencia que comprenden varios siglos. Esta obra constituye un gran esfuerzo de compilación de las técnicas más modernas relacionadas con la tecnología energética, habiendo conseguido hacerlo de la forma más amena posible. El esfuerzo editorial ha sido muy grande para conseguir incluir numerosas imágenes y dibujos, a todo color, que aclaran el texto expuesto. El autor, Gregorio Gil García, es Ingeniero Industrial y Doctor en Ingeniería Industrial. Ha tenido una amplia experiencia en el campo de la construcción, en especial, en el campo Nuclear así como en el del mundo de la informatización de empresas y sociedades y en la Calidad Industrial, incluida la Calidad Total. Imparte master en diversas Universidades y Organizaciones sobre las materias que le ocupan. Esta obra ha alcanzado gran actualidad en los últimos tiempos y es muy oportuna para técnicos, especialistas, ingenieros, empresas dedicadas a las energías renovables, etc. La finalidad de este libro es describir los métodos actuales de producción de energía pero desde la mejora de la eficiencia y la seguridad medioambiental. Es la primera obra en español que recoge todas las formas de energía en un solo libro, tanto las energías renovables (solar, eólica, geotérmica, biomasa, hidráulica, pilas de combustible, etc.) como las energías fósiles (petróleo, carbón, gas nuclear, etc.). Dedica también un espacio muy amplio a los sistemas de cogeneración. Las ilustraciones del libro son con fotografías de gran calidad a todo color, esquemas de gran calidad, gráficos y dibujos aclaratorios que apoyan un texto accesible y técnico a la vez.

Índice

1. Panorama general de la energía. 1.1. Importancia de la sostenibilidad. 1.2. Algunas definiciones: energía, sostenibilidad y su futuro. 1.3. Fuentes actuales de energía y su sostenibilidad. Combustibles fósiles. Energía nuclear. Bioenergía. Hidroelectricidad. 1.4. Fuentes de energías renovables. Energía solar. Uso indirecto de la energía solar. Energía eólica. Energía de las olas. Renovables no solares. Mareas. Geotérmica. Sostenibilidad de las fuentes de energía renovable. 1.5. Servicios de energía y mejora de la eficiencia. Mejoras en la eficiencia de la energía. Mejoras por el lado de la oferta. Mejoras de la eficiencia por el lado de la demanda. El efecto rebote. 1.6. Energía en un futuro sostenible. Cambiando patrones en el uso de la energía. Escenarios de la energía a largo plazo: escenarios mundiales de la energía.

2. Energía solar a baja temperatura. 2.1. Desarrollo de la energía solar térmica (EST). Medio ambiente. Energía para un desarrollo sostenible. Las energías renovables y la lucha contra el efecto invernadero. Tres afirmaciones discutibles sobre la energía solar térmica. Barreras y estímulos al desarrollo de la energía solar térmica. La situación de la energía solar térmica en la CM. 2.2. Tecnología de la energía solar térmica. Características de la EST. Radiación global, directa y difusa. Funcionamiento de un colector solar plano vidriado. Tasa de cubrición solar. Ángulo de inclinación del colector y azimut del mismo. Subsistema de captación: colectores. Subsistema de distribución: sistemas posibles de circulación. El fluido caloportador. Subsistema de acumulación: acumuladores de ACS. Subsistema de control y regulación. Razones para el uso de la EST en empresas y viviendas. Aproximación a la legionelosis. 2.3. Usos y aplicaciones de la energía solar térmica. Producción de ACS y ACI. Climatización de piscinas. Calefacción. Producción de aire caliente. Refrigeración. Aplicaciones de la EST por sectores económicos. Propuestas fugturas de la energía solar térmica. Esquemas de instalaciones típicos. 2.4. Rentabilidad económica de sus instalaciones. Evaluación de una instalación de EST. Coste de una instalación solar térmica. Ejemplo de aplicación tipo. 2.5. Ayudas o subvenciones disponibles. Modos de financiación de un proyecto. 2.6. La EST en los planes de desarrollo de las energías renovables. Programas de desarrollo de las energías renovables en la UE. Plan Nacional. Programa PROFIT. Plan de fomento de las Energías Renovables. Perspectivas de desarrollo de la energía solar térmica para los próximos años. Ayudas locales a la EST. 2.7. Consejos prácticos finales. Aspectos técnicos. Contabilidad Energética. Auditoría Energética. Viabilidad del proyecto. Rendimiento esperado. Resumen de criterios. Revisión de los principales aspectos del diseño de sistemas de EST. Aspectos económicos.

3. Energía solar a alta temperatura. 3.1. Introducción. Panorámica. Sistemas con Colectores cilíndrico-parabólicos. Torres Solares. Sistemas disco-motor. Comparación de tecnologías. Consideraciones en torno al coste. Recursos solares. 3.2. Sistema con concentradores cilíndrico-parabólicos. Descripción del sistema. Historia. Tecnologías del colector. Ciclo combinado con energía solar integrada (ISCCS). Experiencia operativa de las plantas SEGS. Componentes del campo solar. Elementos de recogida del calor. Espejos. Conexiones flexibles. Lavado de espejos y control de la reflexibilidad. Mantenimiento de seguimiento. Alineación de los colectores. Ayuda en el arranque. Aplicaciones, ventas e impactos del sistema. Aplicación del sistema. Ventajas. Impactos. Consideraciones tecnológicas. Tamaño de la planta. Costes y rendimiento. 3.3. Sistema de torre solar. Aplicación del sistema, ventajas e inconvenientes. Aspectos técnicos. Rendimientos y costes. 3.4. Sistema de disco-motor. Descripción del sistema. Sistema de aplicación, ventajas e impactos. Rendimiento y costes.

4. Energía solar fotovoltaica (FV): Introducción. Fotovoltaica de silicio: principios básicos. Semiconductores. El efecto FV. Células de silicio monocristalino. Fotovoltaica cristalina. Silicio policristalino. Cintas y hojas de silicio. Arseniuro de galio. Película fina fotovoltaica. Silicio amorfo. Sistemas FV con concentradores. Esferas de silicio. Células fotoelectroquímicas. Tercera generación de células FV. Otras tecnologías innovadoras. Características eléctricas de la FV de silicio. Sistemas FV de localización remota. Sistemas FV conectados a la red eléctrica. Sistemas FV en viviendas. Sistemas FV en edificios no destinados a viviendas. Grandes centrales de energía FV conectadas a la red eléctrica. Energía solar de satélites. Costes de energía. Reducción de los costes de energía a partir de la energía FV. Seguridad e impacto medioambiental. Impacto ambiental y de seguridad durante la producción. Balance energético de los sistemas FV. Integración, recursos y aspectos futuros. Fuentes FV. Estrategia de crecimiento en el mercado fotovoltaico. Prospectiva de los sistemas FV. Estados Unidos. Unión Europea. Japón. Tomando conciencia del potencial global.

5. Energía eólica: Introducción. El viento. Aeroturbinas. Aerodinámica de las turbinas. Energía obtenida de las aeroturbinas. Impacto medioambiental. Economía: cálculo de los costes de la energía eólica. Desarrollo comercial y energía eólica potencial. Energía eólica off-shore.

6. Hidroelectricidad: Introducción. Recursos hidráulicos. Energía almacenada y potencia disponible. Historia de la energía eléctrica. Tipos de centrales hidroeléctricas. La turbina Francis. Hélices: Kaplan. Turbinas de impulsión: Pelton, Turgo y Banki. Rangos de aplicación. Minihidráulicas. Consideraciones medioambientales. Integración. Economía. Perspectivas futuras.

7. Carbón: Introducción. De la madera al carbón. El recurso y su utilización. La combustión del carbón. Hogares, hornos y calderas. Resumen.

8. Petróleo y gas natural: Introducción. Orígenes y geología del petróleo. Orígenes de la industria del petróleo y el gas. Búsqueda de petróleo. Refinado y productos. Importancia de estos recursos. Sustitutos del petróleo y el gas. Producción de otros combustibles. Obstáculos a la conversión del carbón. Gas a partir del petróleo. Petróleo a partir del gas. Gas a partir del carbón. Petróleo a partir del carbón. Fuentes no convencionales del petróleo. Un futuro más amplio.

9. Energía nuclear: Radioactividad. Fisión nuclear. Reactores y bombas nucleares: 1939-1945. Reactores térmicos de fisión. El ciclo de combustible nuclear. Reactores rápidos. Energía a partir de la fusión. Situación actual en el mundo.

10. Bioenergía: Bioenergía como combustible. Recursos bioenergéticos 1: cultivos energéticos. 2: residuos. Combustión de biomasa sólida. Producción de combustibles gaseosos a partir de la biomasa. Producción de combustible líquido a partir de la biomasa. Ventajas e impactos medioambientales.

11. Energía geotérmica: Visión general. La física de los recursos geotérmicos. Tecnología en la explotación de los recursos. Implicaciones medioambientales. Economía y potencial mundial.

12. Energía del oleaje: Introducción: historia reciente. Estudio de casos. Principios físicos. Recursos energéticos. Tecnología energética. Actividades de I+D en el mundo. Economía. Impacto ambiental. Integración. Aspectos del futuro

13. Cogeneración: Definición. Ventajas de la cogeneración. Posibles aplicaciones. La cogeneración en Europa. Funcionamiento. Estado técnico. Enfoque económico.

14. Electricidad: La electricidad en el siglo XIX. La iluminación eléctrica. La tracción eléctrica. Usos extendidos. La generación a gran escala. Transmisión y distribución. Gestión del sistema. El papel del gas. La electricidad en el mundo.

15. Energía: salud y medio ambiente: Impactos de la energía según su uso. Impactos en el domicilio. En el trabajo. Impactos sociales. Regionales. Globales. Accidentes y riesgo. Componentes de impacto. Comparación de costes externos. Sostenibilidad de los combustibles fósiles: Reducción de las emisiones de la combustión. Captura y secuestro de carbono a partir de la combustión de combustibles fósiles. La pila de combustible. Economía del hidrógeno. Integración energética: El sistema eléctrico. Localización de la energía renovable disponible. Disponibilidad de los recursos renovables. Algunas soluciones del sistema. Opciones económicas equilibradas. Promoción de energías renovables. Escenarios energéticos: el ejemplo danés. Escenarios globales.

Apéndices: 1 - tipos de energía. 2 - motores de vapor. 3 - motores que cambiaron el siglo XX. 4 - el porvenir de la energía nuclear. 5 - unidades.