Fuentes de energía eléctrica

La electricidad no puede extraerse del suelo como el carbón. Por eso se denomina fuente de energía secundaria, lo que significa que se deriva de fuentes primarias, como el carbón, el gas natural, las reacciones de fisión nuclear, la luz solar, el viento y la energía hidráulica. La mayoría de los usos directos de la energía primaria se limitan a generar calor y movimiento. La electricidad, por el contrario, es extremadamente versátil, con una amplia gama de aplicaciones complejas. La electricidad desempeña un papel tan esencial en la vida americana contemporánea que su oferta y demanda se examinan a menudo por separado de las fuentes primarias utilizadas para producirla.

La Administración de Información Energética (EIA) prevé un aumento del 11% en la generación de electricidad en Estados Unidos entre 2015 y 2040, es decir, un 0,4% al año. En términos prácticos, eso significa un aumento correspondiente de la demanda de carbón y gas, al menos en el futuro próximo. Las centrales eléctricas consumen actualmente casi dos quintas partes de la energía estadounidense de todas las fuentes, incluyendo alrededor del 91% del carbón y el 35% del gas natural, así como la biomasa y el gas de vertedero. La quema de estos combustibles produce grandes cantidades de gases de efecto invernadero (GEI) y otros contaminantes.

Física de la resistencia

Resistencia Figura 1. Las líneas eléctricas de alta tensión se utilizan para la transmisión de electricidad a largas distancias[1]. Están especialmente diseñadas para tener una baja resistencia, de modo que se pierda poca energía en la transmisión eléctrica.

La resistencia es una medida de la tensión que necesita un elemento eléctrico para aumentar la corriente eléctrica. La resistencia real depende tanto de la resistividad como de la geometría del cable[2]. La resistividad es una propiedad del material que ayuda a determinar lo bien que conducirá la electricidad (los metales tienen baja resistividad; la madera tiene alta resistividad). Una resistencia más alta da lugar a una corriente más baja para una tensión determinada. La resistencia se mide en ohmios (Ω).

Aunque es fácil pensar que la resistencia es algo malo, ¡muchos circuitos electrónicos necesitan resistencias (objetos con alta resistencia añadidos deliberadamente a un circuito) para funcionar![2]La resistencia de un cable aumenta a medida que aumenta su longitud y disminuye a medida que aumenta su grosor. Cuando se conduce la electricidad a grandes distancias, como la red eléctrica, es importante mantener la resistencia lo más baja posible. Los cables de la red eléctrica tienen una baja resistividad y áreas de sección transversal bastante grandes que les permiten conducir la electricidad a largas distancias con una pérdida mínima. Juega con la simulación de abajo para ver cómo afectan estos valores a la resistencia.

Fórmula de resistencia

IntroducciónEl avance de la tecnología en el siglo XXI ha creado una serie de aparatos electrónicos de consumo de bajo consumo y menor tamaño. Este fenómeno ha abierto la oportunidad para el desarrollo de técnicas de recolección de energía a partir de fuentes de energía de baja potencia, tales como la vibración a través de materiales piezoeléctricos, la bioenergía a partir de compuestos orgánicos a través de células de combustible microbianas, la señal de radiofrecuencia (RF) a través de cosechadoras de energía de RF, la energía térmica a través de generadores termoeléctricos (TEG) y la energía de la luz a través de células solares fotovoltaicas. Estas tecnologías han sido bien conocidas y utilizadas para cosechar microenergía [1-6]. Por lo tanto, aparte de estas tecnologías existentes, esta investigación quiere introducir el uso de plantas vivas como otra nueva fuente de energía renovable para cosechar micro-energía. Algunas plantas pueden producir una pequeña cantidad continua de energía eléctrica tanto de día como de noche, a diferencia de la energía solar, que sólo funciona en presencia de luz. Esta nueva fuente de energía procedente de las plantas es renovable, no contamina y es sostenible mientras la planta esté viva. Las plantas son sensibles a la luz gracias a sus fotorreceptores, que pueden clasificarse como fitocromos, fotorreceptores azul/UV-A y UV-B [7]. La planta utiliza la luz para diferenciar el día y la noche mediante el fotoperiodismo y para permitir la generación de energía mediante la fotosíntesis.

Tipos de fuentes de energía en los circuitos eléctricos

* El uso de la tierra, el cambio de uso de la tierra y la silvicultura en Estados Unidos es un sumidero neto y elimina aproximadamente el 12% de estas emisiones de gases de efecto invernadero, este sumidero neto no se muestra en el diagrama anterior. Todas las estimaciones de emisiones proceden del Inventario de emisiones y sumideros de gases de efecto invernadero de Estados Unidos: 1990-2019.

Los gases de efecto invernadero atrapan el calor y hacen que el planeta se caliente. Las actividades humanas son responsables de casi todo el aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera en los últimos 150 años.1 La mayor fuente de emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de las actividades humanas en Estados Unidos es la quema de combustibles fósiles para la electricidad, la calefacción y el transporte.

Desde 1990, las emisiones brutas de gases de efecto invernadero de Estados Unidos han aumentado un 2%. De un año a otro, las emisiones pueden aumentar y disminuir debido a los cambios en la economía, el precio del combustible y otros factores. En 2019, las emisiones de gases de efecto invernadero de Estados Unidos disminuyeron en comparación con los niveles de 2018. La disminución se produjo principalmente en las emisiones de CO2 procedentes de la combustión de combustibles fósiles, que fue el resultado de múltiples factores, incluyendo una disminución en el uso total de la energía y un cambio continuo del carbón al gas natural menos intensivo en carbono y a las energías renovables.