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TIPOS DE GENERACIÓN ELECTRICA - Coggle Diagram
TIPOS DE GENERACIÓN ELECTRICA
GENERACIÓN TÉRMICA
Transforma la energía química en energía eléctrica según el combustible utilizado el principal coste radica en el combustible a quemar, sea carbón, gas, petróleo o biomasa. . La energía térmica también se define como energía de calor por lo cual se lo llama energía calórica esta energía se libera en forma de calor y el hombre la puede utilizar para sus necesidades mediante procedimientos.
J. González Velasco, Energías renovables. Barcelona: Editorial Reverté, 2015. [En Línea] Disponible en:
https://elibro.net/es/ereader/utcotopaxi/46748?page=533
CENTRAL TERMICA
PARTES DE UN GENERADOR TERMICA
CILINDRO
Un motor stirling es un motor térmico operando por compresión y expansión cíclica de aire u otro gas, el llamado fluido de trabajo, a diferentes niveles de temperatura tales que se produce una conversión neta de energía calorífica a energía mecánica. O más específicamente un motor térmico de ciclo cerrado, describe el uso de un tipo específico de intercambio de calor y almacenamiento térmico para con esta energía producir mover la rueda y esto genere energía.
Walker. G, Motores Stirling, Estados Unidos: Prensa Clarendon, 1980.
GENERADOR
Es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía mecánica en energía eléctrica. lo consigue gracias a la interacción de sus componentes principales: el rotor y el estator. cuando un generador eléctrico está en funcionamiento, una de las dos partes genera un flujo magnético para que el otro lo transforme en electricidad. En otras palabras es todo aquel dispositivo que posee diferencia de potencial eléctrica entre sus polos transformando energía mecánica en energía eléctrica conseguida por una interacción de campo eléctrico.
R. Loira, Escritor, El generador eléctrico. [Performance]. Endesa, 2020.
CALDERA
Se originó en la revolución industrial, actualmente su utilización está diversificada. en otras palabras es un generador de vapor a diferentes presiones, pudiendo este ser seco y saturado realizando la combustión y la transferencia de calor a la vez muy versátiles y se construyen de acuerdo a la necesidad existente. Esto dentro de la generación térmica nos permite generar electricidad para satisfacer las necesidades de las personas debido a que hoy en día es un recurso muy fundamental y un avance en general.
V. S. B. Tegui, Diseño termico y mecanico de un generador a vapor, tipo pirotubular, posición horizontal, Guayaquil: Escuela Superior Politécnica del Litoral, 1999.
TIPOS DE GENERADORES TERMICOS
TURBINA A VAPOR
La generación de vapor para el accionamiento de las turbinas se realiza en instalaciones generadoras comúnmente denominadas calderas. En la caldera propiamente dicha se produce el calentamiento, la evaporación y el recalentamiento y sobrecalentamiento del vapor. Esta generación de energía no es tan habitual ni tan vista en nuestro país. debido a que usamos otro tipo de generaciones como la generación hidráulica.
A. N. Jiménez, Impacto de los diferentes aditivos en las calderas de generación de vapor en la planta termoeléctrica de la empresa "comandante Che Guevara", México: Instituto metalúrgico minero, 2017
MOTORES DE CONBUSTION INTERNA
Son motores térmicos de desplazamiento positivo (o volumétricos), en los que el trabajo se obtiene mediante el desplazamiento lineal del émbolo de un mecanismo biela-manivela, denominado así porque el estado térmico se genera en el propio fluido que evoluciona en el motor. Este tipo de generación es la más común en Ecuador la única funcionando es de combustión interna.
M. M. D. Antonio Rovira de Antonio, Motores de combustión interna, Madrid: Universidad Nacional de Educación a Distancia , 2015.
TURBINA A GAS
Las turbinas de gas están hechas de superaleaciones desarrolladas para soportar altas temperaturas, en condiciones en que las tensiones mecánicas son relativamente altas y en las que se requiere una alta estabilidad superficial. Su funcionamiento nos da operaciones desde bajas potencias (30 KW) hasta potencias de (500 MW), en cambio de las turbinas a vapor las turbinas a gas no necesitan refrigeración lo que facilita su instalación.
A. A, «recubrimientos contra la corrosión a alta temperatura para componentes de turbinas de gas,» Metalurgia , vol. 43, nº 5, p. 384, 200
VENTAJAS
DEVENTAJAS
El rendimiento es bajo, pues solo un 30 o 40 por ciento de la energía liberada en la combustión se convierte en electricidad de media.
Sus emisiones térmicas y de vapor pueden alterar el microclima local.
El uso de combustibles calientes genera emisiones de gases de efecto invernadero y de lluvia ácida a la atmósfera, junto a partículas volantes que pueden contener metales pesados.
Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en éstos.
Para trabajar esta energía, se debe usar combustibles fósiles, como el carbón y el petróleo, que desprenden una gran cantidad de gases tóxicos para la vida
Su uso está limitado a la duración de las reservas.
La obtención y utilización de esta energía implica un impacto ambiental.
Gran disponibilidad de esta energía, que siempre están preparadas para ser trabajadas.
Son las centrales más baratas de construir (teniendo en cuenta el precio por megavatio instalado), especialmente las de carbón, debido a la simplicidad (comparativamente hablando) de construcción y la energía generada de forma masiva.
Se puede convertir en energía eléctrica, que sirve para hacer funcionar máquinas que requieren electricidad, prender ampolletas, etc.
Las centrales no dependen del clima.
Puede producir gran cantidad de productos
La electricidad generada aumenta con el mismo combustible.
Es renovable
https://www.youtube.com/watch?v=xRyoS4YAQyI
GENERACIÓN: La generación de energía consiste en transformar alguna clase de energía ya sea cinética, química, eólica, térmica, etc. en energía eléctrica esta se produce a través de instalaciones denominadas centrales eléctricas
https://www.youtube.com/watch?v=Apg_aEwvzGM
GENERACIÓN HIDRÁULICA
Es aquella que transforma la fuerza del agua en energía eléctrica. Para aprovechar dicha fuerza, se construyen grandes infraestructuras hidráulicas capaces de extraer el máximo potencial de este recurso renovable
S.A., «¿Sabes cómo funcionan las centrales hidroeléctricas?,» Iberdrola, 13 junio 2020. [Enlínea].Available:
https://www.iberdrola.com/medio-ambiente/que-es-energia-hidroelectrica[Últimoacceso
: 14 julio 2020].
Las centrales hidroeléctricas unen dos energías renovables en un solo sitio mediante la fuerza del agua, esto es, de la energía hidráulica se obtiene la energía eléctrica. En la actualidad estas centrales hidroeléctricas son las más extendidas en todo el mundo, por lo que la energía hidroeléctrica es la más utilizada de las energías renovables. Hoy en día el 16% de la energía eléctrica mundial proviene de la acción de estas centrales hidroeléctricas.
PARTES DE UNA HIDROELÉCTRICA
Líneas de conexión a la red eléctrica.- Es parte del sistema suministro eléctrico construido por elementos necesarios para llevar hasta los puntos de consumo y a través de grandes distancias la energía eléctrica generada en las centrales eléctricas.
Compuertas hidráulicas.- Es un dispositivo destinado a regular el paso del agua en una tubería, presas u otras estructuras hidráulicas.
Transformador.- Este permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia.
Generador.- Los generadores son del tipo paraguas de eje vertical y se acoplan directamente a la turbina
Turbina.- estas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasan líquidos de forma continua y este le entrega su energía a través de un rodete con paletas.
Presa.- Se denomina represa o presa a una barrera de piedra, hormigón o materiales sueltos que se construye habitualmente en una cerrada sobre un río o arroyo. Tiene como finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para elevar su nivel con el objetivo de derivada
Embalse.- Se encarga de acumular el agua producida por un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce.
Tubería forzada.- Es aquella que lleva el agua a presión desde el canal hasta la entrada de la turbina.
S. G. Díaz, «Prezi,» 18 febrero 2015. [En línea]. Available:
https://prezi.com/xxyxjmhsggjm/componentes-principales-de-una-central-hidroelectrica/
. [Último acceso: 14 Julio 2020].
https://www.youtube.com/watch?v=nKiLFWGO9a4
TIPOS DE TURBINAS ELÉCTRICAS
POR SU FORMA DE FUNCIONAMIENTO
Turbinas hidráulicas de acción: Estas aprovechan la velocidad del flujo de agua.
Turbinas hidráulicas de reacción: Aprovechan tanto la velocidad como la pérdida de presión del agua en el interior de la turbina.
EN FUNCIÓN DEL DISEÑO
La turbina Kaplan : turbinas de reacción de tipo axial, son como turbinas de hélice que además pueden variar el ángulo y las palas de la hélice durante su funcionamiento. Son más eficientes con grandes caudales y saltos de agua pequeños.
La turbina Pelton : turbinas de acción de flujo transversal (turbina en disposición vertical) y admisión parcial. Son una evolución de los molinos de agua. Están diseñadas para trabajar con saltos de agua muy grandes pero con pequeños caudales.
La turbina de Hélice: turbinas de reacción de tipo axial, como un hélice instalada en el palo horizontal.
La turbina Francis : turbinas hidráulicas de reacción y de flujo mixto. Diseñadas saltos de agua y caudales medios.
P. F. Díez. [En línea]. Available:
http://www.ing.una.py/pdf_material_apoyo/turbinas-hidraulicas.pdf
. [Último acceso: 14 Julio 2020].
https://www.youtube.com/watch?v=U2dU3ikHBjY
https://www.youtube.com/watch?v=hw5z4zSA4ZY
GENERACION FOTOVOLTAICA
La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía renovable y limpia que utiliza la radiación solar para producir electricidad. Se basa en el llamado efecto fotoeléctrico, por el cual determinados materiales son capaces de absorber fotones (partículas lumínicas) y liberar electrones, generando una corriente eléctrica.
https://www.labrujulaverde.com/2020/03/que-es-la-energia-solar-fotovoltaica-y-cuales-son-sus-aplicaciones-mas-comunes
CÓMO SE TRANSFORMA LA RADIACIÓN SOLAR EN ELECTRICIDAD
Para transformar la radiación solar en electricidad se utilizan los paneles fotovoltaicos. Un tipo de panel solar. Los paneles están compuestos de células fotovoltaicas. Las células están formadas por un material con electrones sensibles a la radiación solar. Cuando un fotón choca contra un átomo de silicio salta un electrón generando una corriente eléctrica.
Planas, O. (18 de Diciembre de 2009). Energia Solar. Obtenido de Energia Solar:
https://solar-energia.net/energia-solar-fotovoltaica
TIPOS DE BATERÍAS UTILIZADAS EN LA GENERACIÓN FOTOVOLTAICA
Las baterías solares tiene el objetivo de acumular la energía eléctrica generada por las placas solares fotovoltaicas para poderla utilizar durante la noche o en días nublados.
Baterías de tracción diseñadas para ciclados muy profundos, utilizadas primordialmente en vehículos eléctricos. Estas baterías tienen un número menor de placas pero mas gruesas y construidas para una mayor durabilidad.
Baterías híbridas normalmente de tipo abierto, con capacidades en torno a los 200 Ah. El diseño más común utiliza placas positivas tubulares de calcio y placas negativas planas de antimonio, combinando las ventajas de ambos elementos.
Baterías de arranque Diseñadas para ciclos muy poco profundos, utilizadas primordialmente en el sector de arranque para la automoción, proporcionando elevadas corrientes en cortos periodos de tiempo.
Baterías estacionarias utilizadas comúnmente en los sistemas de alimentación ininterrumpida para sistemas de ordenadores o telecomunicaciones.
Las baterías AGM incorporan unas válvulas de regulación de gases para una mejor recombinación de éstos. Así, se evitan pérdidas, la presión interna queda mejor regulada y, por lo tanto, el rendimiento es mayor.
Abella, M. A. (2005). Sistemas fotovoltaicos. SAPT Publicaciones Técnicas, SL
https://www.youtube.com/watch?v=34YNtNI2zuk
TIPOS DE PLANTAS DE GENERACIÓN FOTOVOLTAICA
Central fotovoltaica: toda la energía producida por los paneles se vierte a la red eléctrica.
Generador con autoconsumo: parte de la electricidad generada es consumida por el propio productor (en una vivienda, por ejemplo) y el resto se vierte a la red.
VENTAJAS DE LA GENERACIÓN FOTOVOLTAICA
Es un sistema particularmente adecuado para zonas rurales o aisladas donde el tendido eléctrico no llega o es dificultosa o costosa su instalación, o para zonas geográficas cuya climatología permite muchas horas de sol al año.
Es modular, por lo que se pueden construir desde enormes plantas fotovoltaicas en suelo hasta pequeños paneles para tejados.
Se trata de un tipo de energía renovable, inagotable y no contaminante, por lo que contribuye al desarrollo sostenible.
https://www.youtube.com/watch?v=FbfYXcoVOXk
https://www.youtube.com/watch?v=KKKvWNady1w
GENERACIÓN EÓLICA
El aerogenerador es un generador de corriente eléctrica a partir de la energía cinética del viento, es una energía limpia y también la menos costosa de producir, lo que explica el fuerte entusiasmo por esta tecnología.
https://www.acciona.com/es/energias-renovables/energia-eolica/aerogeneradores/
Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. Las palas de un aerogenerador giran entre 13 y 20 revoluciones por minuto, según su tecnología, a una velocidad constante o bien a velocidad variable, donde la velocidad del rotor varía en función de la velocidad del viento para alcanzar una mayor eficiencia.
https://www.acciona.com/es/energias-renovables/energia-eolica/aerogeneradores/
PARTES DE UN GENERADOR EÓLICO
Multiplicadora: es la que por lo general realza parte del ruido de los generadores,Este sistema consigue que las paletas de los molinos giren a una velocidad mucho menor creando así menos ruido entre las paletas y el aire y además aumenta marcadamente la durabilidad y seguridad de las paletas.
Freno: cuando se manifiestan vientos muy fuertes el generador eólico es frenado por seguridad. de esta manera se evita que el mecanismo en su totalidad sufra daños.
Rodamiento principal: es el punto de soporte para el eje principal.
Motores para rotación de la torre: sirve para que los sensores meteorológicos registren de donde proviene el viento y mandan la señal a los motores eléctricos para poder moverlos al lugar indicado.
Sistema hidráulico para la rotación de las paletas: este sistema hace girar las paletas en su propio eje en función de la velocidad del viento.
https://sites.google.com/site/prototipodeenergiaeolica/-que-es-energia/energia-eolica/-cuales-son-las-partes-de-un-generaodor-eolico
https://www.youtube.com/watch?v=9oNn4p2aoao
VENTAJAS
La generación de electricidad a partir del viento no produce ningún tipo de alteración sobre los acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos, también evita la producción de gases tóxicos, no contribuye al efecto invernadero, ni a la lluvia ácida. No origina productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes.
La electricidad producida por un aerogenerador evita que se quemen diariamente miles de kilogramos de lignito negro en una central térmica. Ese mismo generador produce idéntica cantidad de energía que la obtenida por quemar diariamente 1.000 Kg de petróleo. Al no quemarse esos Kg de carbón, se evita la emisión de 4.109 Kg de CO2, lográndose un efecto similar al producido por 200 árboles. Se impide la emisión de 66 Kg de dióxido de azufre -SO2- y de 10 Kg de óxido de nitrógeno -NOx- principales causantes de la lluvia ácida
La energía eólica es independiente de cualquier política o relación comercial, se obtiene en forma mecánica y por tanto es directamente utilizable. En cuanto a su transformación en electricidad, esta se realiza con un rendimiento excelente y no a través de aparatos termodinámicos con un rendimiento pequeño. Al finalizar la vida útil de la instalación, el desmantelamiento no deja huellas considerables en comparación a otros medios de producción.
silhouettes: Moreno Cortés, P. (2013, 22 marzo). Energía Eólica. Energía Eólica.
https://repository.unilibre.edu.co/bitstream/handle/10901/10602/Monograf%c3%ada.pdf?sequence=1&isAllowed=y
DESVENTAJAS
silhouettes: Moreno Cortés, P. (2013, 22 marzo). Energía Eólica. Energía Eólica.
https://repository.unilibre.edu.co/bitstream/handle/10901/10602/Monograf%c3%ada.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Almacenamiento imposible. La energía eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o de lo contrario se pierde.
Necesidad de infraestructuras. Los parques eólicos suelen situarse en zonas apartadas o en el mar, lejos de los puntos de consumo, y para transportar la energía eléctrica se requieren torres de alta tensión y cables de gran capacidad que pueden salvar importantes distancias y causan impacto en el paisaje. En este proceso, además, suele perderse energía.
La principal desventaja de la energía eólica es que existe incapacidad para controlar el viento. Al ser una energía menos predecible no puede ser utilizada como única fuente de generación eléctrica. Para salvar los momentos en los que no se dispone de viento suficiente para la producción de energía eólica dispensable un respaldo de las energías convencionales y el resto de renovables.
Vulnerabilidad a los huecos de tensión. Uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado ‘hueco de tensión' (reducción brusca de la tensión en una fase de la red eléctrica, seguida de una vuelta a los valores normales, todo ello en milisegundos). Las protecciones de los aerogeneradores con motores de jaula de ardilla se desconectan de la red para evitar ser dañados y, por tanto, provocan falta de suministro.
https://www.youtube.com/watch?v=kmN9qD8vXbY
https://www.youtube.com/watch?v=HAFaQm2dFdA