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Recursos Energéticos y Energéticos Renovables

Planes de Lecciones de Oliver Smith

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Planes de Lecciones de Energía Renovable


Los ingenieros de todo el mundo están creando formas ingeniosas de aprovechar los recursos de energía natural. El mundo se esfuerza por reducir su dependencia de los combustibles fósiles a medida que el vínculo entre la cantidad de dióxido de carbono en nuestra atmósfera y el calentamiento global se hace más claro.

Actividades Estudiantiles para Energía Renovable incluyen:



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Información del profesorado sobre fuentes de energía

La primera ciudad del mundo en tener un suministro público de electricidad fue Godalming, Inglaterra. En 1881 una empresa instaló un generador conectado a una rueda hidráulica. Pusieron cables en las canaletas que estaban conectadas a las farolas. Desde este momento, el consumo mundial de electricidad ha crecido rápidamente.

La mayoría de la energía eléctrica del mundo proviene de fuentes no renovables, como la quema de carbón, petróleo y gas, o de centrales nucleares. Si bien la quema de combustibles fósiles es una fuente barata y confiable para generar una corriente eléctrica, el dióxido de carbono que produce tiene un efecto negativo en el medio ambiente. Para obtener más información sobre los efectos de los gases de efecto invernadero en el medio ambiente, consulte los planes de lecciones sobre el efecto invernadero y el calentamiento global.

Los combustibles fósiles se crean a partir de los restos de seres vivos y tardan millones de años en formarse. Las reservas mundiales de combustibles fósiles se están agotando, ya que se están utilizando a un ritmo mucho más rápido de lo que se están creando. El uso de recursos energéticos alternativos reducirá nuestra dependencia de los combustibles fósiles y reducirá el efecto invernadero y el calentamiento global.


Recursos energéticos

Combustibles fósiles

Recurso no renovable

Las centrales eléctricas de combustibles fósiles queman combustibles fósiles para calentar agua. Ejemplos de combustibles fósiles son el carbón , el petróleo y el gas . Esta agua se convierte en vapor de alta presión. El vapor corre sobre una turbina, haciendo girar la turbina. La turbina giratoria está conectada a un generador y el generador produce una corriente eléctrica.


Ventajas

  • Los combustibles fósiles son baratos para minar y convertir en energía eléctrica.
  • Quemar combustibles fósiles ha sido confiable.
  • Los combustibles fósiles se pueden quemar de forma segura.
Desventajas

  • Los combustibles fósiles contribuyen en gran medida al calentamiento global, ya que la quema de combustibles fósiles libera dióxido de carbono a la atmósfera.
  • El carbón también contiene impurezas como el azufre que, cuando se quema, puede formar dióxido de azufre. El dióxido de azufre en la atmósfera puede provocar lluvia ácida.
  • Los suministros de combustibles fósiles se agotarán algún día.


La energía nuclear

Recurso no renovable

La energía se libera de los núcleos de los átomos mediante una reacción nuclear. Esta reacción se conoce como fisión e implica dividir núcleos grandes, como en un átomo de uranio, en núcleos más pequeños, liberando vastas cantidades de energía. Esta energía se usa para calentar agua y convertirla en vapor. Este vapor impulsa una turbina, que hace girar un generador y produce una corriente eléctrica.


Ventajas

  • Las centrales eléctricas son generalmente seguras.
  • No se quema nada, por lo que no se emiten gases de efecto invernadero ni contaminación atmosférica.
  • Una pequeña cantidad de combustible puede producir una gran cantidad de energía eléctrica.
Desventajas

  • Los residuos de las centrales nucleares siguen siendo radiactivos y dañinos para los seres vivos durante miles de años, por lo que deben eliminarse con cuidado.
  • Las centrales nucleares son seguras, pero si algo sale mal como un gran desastre natural o un ataque terrorista, tienen el potencial de ser muy peligrosos.
  • Las centrales nucleares tienen costos de instalación muy altos.


Energía eólica

Recurso renovable

Aprovechar la energía eólica implica colocar turbinas en lugares donde hay mucho viento. El movimiento del aire hace que las cuchillas giren, lo que a su vez puede hacer que un generador produzca una corriente eléctrica. Las turbinas eólicas se pueden utilizar individualmente o juntas en grupos como parques eólicos. Además de usarlos en tierra, también pueden usarse en alta mar.


Ventajas

  • Las turbinas no queman nada y no emiten ninguna otra contaminación atmosférica.
  • No hay costos de combustible porque el "combustible" está moviendo el aire alrededor de una turbina.
  • Las turbinas eólicas no son caras de operar una vez configuradas.
Desventajas

  • Algunas personas argumentan que las turbinas pueden arruinar la belleza natural de un área.
  • Los costos de instalación pueden ser altos, particularmente para turbinas múltiples.
  • La efectividad depende de la cantidad de viento, por lo que no siempre son confiables.
  • Las turbinas pueden ser ruidosas.


Energía solar

Recurso renovable

La energía solar funciona utilizando células fotovoltaicas para aprovechar la energía de la luz del sol y convertirla en energía eléctrica.


Ventajas

  • La energía solar no tiene contaminación atmosférica porque no se quema nada.
  • Los paneles solares se pueden usar en ubicaciones remotas o incluso ser portátiles.
  • No hay costos de combustible asociados con la energía solar.
Desventajas

  • Los sistemas de energía solar pueden ser costosos de configurar
  • La energía solar no siempre es confiable porque la efectividad depende de la cantidad de luz solar que recibe un área.


Energía de las mareas

Recurso renovable

Las mareas son el movimiento del agua causado por la atracción gravitacional de la luna. Las presas (presas o barreras) se construyen en la boca de los ríos, estuarios y bahías. Estas presas contienen turbinas que giran cuando el agua se mueve. Estas turbinas accionan generadores que pueden producir una corriente eléctrica.


Ventajas

  • La energía de las mareas no implica la quema de combustible, por lo que no hay costos de combustible ni gases de efecto invernadero.
  • Las mareas son predecibles; Las mareas altas y bajas ocurren en ciclos bien entendidos.
  • Las barreras tienen una larga vida útil.
Desventajas

  • La energía de las mareas tiene costos de instalación muy caros.
  • La construcción de presas puede dañar los hábitats marinos.
  • Las barcazas pueden bloquear el acceso a ciertos ríos u otras vías fluviales.


Energía de olas

Recurso renovable

Las olas son causadas por el viento y hacen que el agua se mueva hacia arriba y hacia abajo. Esta energía cinética puede ser aprovechada y transferida a energía eléctrica. Hay muchas formas diferentes de hacer esto.


Ventajas

  • La energía de las olas es renovable y nunca se agotará.
  • No hay emisiones nocivas asociadas a la energía de las olas.
Desventajas

  • La energía de las olas no es adecuada para todas las ubicaciones. La mayoría de las áreas del interior no pueden usar la energía de las olas.
  • Las estaciones de energía de las olas pueden tener un efecto negativo en la vida marina.
  • Las estaciones de energía de las olas pueden destruir la belleza natural de las zonas costeras.


Energía geotérmica

Recurso renovable

La energía geotérmica utiliza la energía térmica que se encuentra debajo del suelo. El agua fría se bombea hacia el subsuelo y se convierte en vapor. Este vapor pasa luego a través de los tubos a una turbina que gira cuando el vapor pasa sobre ella. La turbina giratoria acciona un generador y produce una corriente eléctrica.


Ventajas

  • La energía geotérmica es confiable.
  • No hay gases de efecto invernadero emitidos desde la estación porque no se quema nada.
  • No hay costos de combustible porque la energía geotérmica utiliza el calor natural de la tierra.
Desventajas

  • Podría potencialmente liberar gases de efecto invernadero subterráneos.
  • Hay altos costos de instalación asociados con la energía geotérmica.
  • La energía geotérmica solo puede usarse donde hay actividad volcánica.


Biomasa energetica

Recurso renovable

La biomasa es material que proviene de seres vivos, como plantas y animales. La biomasa, como la madera, puede quemarse y usarse para calentar agua y convertirla en vapor. El vapor se utiliza para hacer girar una turbina. Esta turbina está conectada a un generador que genera electricidad.


Ventajas

  • La energía de la biomasa es renovable: a medida que quemamos la biomasa, cultivamos más plantas para reponer el stock.
  • La energía de la biomasa es confiable.
  • El dióxido de carbono liberado al quemar la biomasa es absorbido por las plantas que vuelven a crecer.
Desventajas

  • La tierra utilizada para el ganado o para el cultivo de alimentos debe ser utilizada en lugar de cultivos energéticos.
  • La energía de la biomasa requiere grandes cantidades de agua.


Hidroelectricidad

Recurso renovable

Con la hidroelectricidad, el agua se mantiene detrás de una presa en un lugar alto. Esta agua tiene energía potencial gravitacional y se convierte en energía cinética a medida que cae el agua. Esta agua en movimiento hace girar una turbina. La turbina está conectada a un generador que produce una corriente eléctrica.


Ventajas

  • Con la hidroelectricidad, no hay combustión ni contaminación atmosférica.
  • El agua es un recurso renovable.
Desventajas

  • Las represas son muy caras de construir.
  • Grandes áreas de tierra necesitan ser inundadas para los embalses.
  • Las presas pueden detener la migración de los peces.

Preguntas esenciales para los recursos energéticos

  1. ¿Cuál es la mejor manera de producir electricidad?
  2. ¿Por qué necesitamos cambiar cómo generamos electricidad?
  3. ¿Cómo se vincula la generación de electricidad al calentamiento global?

Ideas adicionales del plan de la lección de los recursos de energía

  1. Haga un póster de PSA explicando por qué los recursos de energía renovable son mejores que los recursos de energía no renovables.
  2. Usa una T-Chart para comparar dos recursos de energía diferentes.
  3. Haga que los estudiantes hagan una línea de tiempo que describa las etapas principales del desarrollo de la ingeniería energética.

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