Sistemas y mercados energéticos

Clasifica estas fuentes de energía en renovables y no renovables, justificando brevemente cada caso: (a) solar, (b) carbón, (c) eólica, (d) gas natural, (e) hidroeléctrica y (f) nuclear.

Explica la diferencia entre energía primaria (la fuente tal como se obtiene: sol, gas, uranio) y energía final (la que usas: electricidad en el enchufe, gasolina en el surtidor), con un ejemplo de conversión de una en otra.

Nombra tres fuentes de energía renovable y escribe de qué fenómeno natural se aprovecha cada una (radiación solar, viento, agua embalsada o en movimiento).

Explica con un ejemplo doméstico la diferencia entre potencia (se mide en $\text{kW}$) y energía (se mide en $\text{kW} \cdot \text{h}$): usa el caso de un horno de $2000\ \text{W}$ encendido durante media hora para ilustrar ambas magnitudes.

En la factura se cobran los $\text{kW} \cdot \text{h}$. Explica qué representa $1\ \text{kW} \cdot \text{h}$ con un ejemplo (un aparato de $1000\ \text{W}$ funcionando una hora) y por qué es una unidad de energía y no de potencia.

Una vivienda tiene contratados $4{,}4\ \text{kW}$ de potencia. Calcula si pueden funcionar a la vez el horno ($2\ \text{kW}$), la lavadora ($2\ \text{kW}$) y la vitrocerámica ($1\ \text{kW}$), sumando sus potencias, y explica dos decisiones prácticas que evitarían superar el límite sin cambiar de tarifa.

El contador inteligente de electricidad mide y comunica el consumo. Explica qué mide exactamente, con qué frecuencia envía los datos a la compañía y una ventaja que tiene frente al contador antiguo.

La figura muestra la cadena que lleva la electricidad desde donde se genera hasta una vivienda, pero una de las etapas está tapada con un signo de interrogación, como se muestra en la figura.

Indica qué etapa falta en la cadena, explica qué ocurre en ella y razona por qué esa etapa se realiza a tensiones altísimas en lugar de hacerlo directamente a $220\ \text{V}$.

Entre la central eléctrica y tu casa hay varios transformadores. Explica qué hace un transformador, por qué se sube la tensión para transportar y se baja para consumir (relación con las pérdidas en los cables) y dónde has visto transformadores en tu ciudad (centros de transformación, cabinas, postes).

El «mix energético» de un país es el reparto de fuentes con que genera su electricidad. Analiza por qué importa tanto ese reparto en tres aspectos: dependencia de otros países, estabilidad del precio y emisiones de gases de efecto invernadero, poniendo un ejemplo de fuente en cada razonamiento.

La discriminación horaria reparte el día en periodos con precios distintos. Explica en qué consiste, qué aparatos de una casa conviene programar en las horas baratas (termo eléctrico, lavadora, lavavajillas) y por qué esos aparatos admiten esperar y otros no.

En el mercado eléctrico, el precio de cada hora lo fija la última tecnología necesaria para cubrir la demanda (a menudo, el gas), aunque gran parte de la energía venga de renovables baratas. Explica con tus palabras este mecanismo (precio marginal), por qué una ola de calor que dispara la demanda encarece toda la electricidad y qué medidas suavizarían ese efecto.

Una factura tiene un término fijo de $10\ \text{€}$ y un consumo de $250\ \text{kW} \cdot \text{h}$ a $0{,}18\ \text{€}$ el $\text{kW} \cdot \text{h}$. (a) Calcula el importe total sin impuestos. (b) Calcula qué porcentaje del total corresponde al consumo y cuál al término fijo. (c) Razona a quién perjudica más un término fijo alto: a quien consume mucho o a quien consume poco.

El autoconsumo fotovoltaico consiste en generar en el tejado parte de la electricidad que se consume, volcando los excedentes a la red a cambio de una compensación. Evalúa sus ventajas y sus límites (inversión inicial, orientación, que el sol no coincide siempre con el consumo) y razona en qué tipo de vivienda compensa más instalarlo.

Una familia consume $300\ \text{kW} \cdot \text{h}$ al mes y estudia instalar placas solares que cubrirían el $40\ \%$ de ese consumo. Con un precio de $0{,}20\ \text{€}$ por $\text{kW} \cdot \text{h}$: (a) calcula el ahorro anual en euros. (b) Si la instalación cuesta $4000\ \text{€}$, calcula en cuántos años se amortiza. (c) Comenta dos factores que podrían acortar o alargar ese plazo (precio futuro de la energía, compensación de excedentes, ayudas públicas).