Trabajo De Energia 1

Universidad Tecnológica Metropolitana Facultad de Ingeniería Departamento de Electrónica

Generación de Energía

Sección: 01 Electricidad y electrónica Prof.: Alberto Ortiz

Introducción

Como bien sabemos el suministro de energía eléctrica es esencial para el funcionamiento de nuestra sociedad, constituyendo un monopolio natural. La gran mayoría de la energía que consumimos procede de combustibles fósiles, por ejemplo el gas natural, el petróleo y el carbón; dichos combustibles suministran energía para casi toda la industria y la tecnología. El gran problema existente en la energía convencional y no convencional es la escasez, el costo, el agotamiento, la contaminación, entre otros factores, es por esta razón que como individuos debemos limitar el consumo de energía útil mediante la desconexión de aparatos eléctricos que no se están usando, utilizando menos agua caliente, no abusando de la calefacción ni del aire acondicionado y utilizando automóviles que utilizan la energía con eficiencia. Después de millones de años, el hombre ha logrado saber que la materia, cualquiera que ella sea, y la energía son una misma cosa; la materia no es sino una condensación de la energía, la transformación de la materia en la energía es posible, aunque en estos tiempos no es fácil todavía. En este trabajo se abordará la generación de energía eléctrica, basándonos especialmente en las energías no convencionales, por ejemplo: energía eólica, energía hidráulica, entre otras energías existentes. Se realizará un análisis detallado de cada una de las energías convencionales explicando el proceso que conllevan las energías en la generación de energía eléctrica.

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¿Qué es energía? El concepto de energía se relaciona con la capacidad de poner en movimiento o transformar algo. Tanto en el ámbito económico como tecnológico, la energía hace referencia a un recurso natural.

¿Cómo se puede clasificar la energía? La energía se puede clasificar según la fuente; se llama energía convencional a la que proviene de fuentes agotables, como la procedente del petróleo, el carbón o el gas natural; en cambio la energía no convencional es virtualmente infinita, como por ejemplo la eólica (generada por la acción del viento) y la solar.

¿Qué es generación de energía eléctrica? En términos generales, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía no eléctrica, por ejemplo: química, mecánica, entre otras; en energía eléctrica. A continuación se realizará una descripción detallada de las diversas formas de energía existentes, describiendo en que consiste, y los pasos a seguir para la generación de energía eléctrica.

Energía Hidráulica La energía hidráulica o energía hídrica es aquella energía que se transforma de la caída de agua desde una cierta altura hasta un nivel inferior, originando el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. Es posible que los chinos hayan inventado la rueda hidráulica primitiva, de paletas y de impulsión inferior, las cuáles tienen como misión el empuje del agua. En estos tiempos numerosas ruedas hidráulicas de gran diámetro funcionan en China, dichas ruedas están construidas con cañas de bambú, siendo utilizadas para la elevación de ríos, arroyos y el agua necesaria para el riego de campos.

“Rueda Hidráulica”

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No hay que olvidar que la electricidad que se genera del aprovechamiento de la energía del agua (primero energía potencial y luego energía mecánica) se denomina hidroelectricidad, “hidro” viene del latín y significa agua. La hidroelectricidad o energía hidroeléctrica confía en la energía creada por el agua que cae. Esta energía es un recurso energético abundante, renovable, limpio y barato (esto se debe a que no utiliza un combustible para dar vueltas las turbinas). En la actualidad, es usada en casi todos los países del mundo. Antes de seguir explicando en que consiste la hidroelectricidad se necesita dar la definición de turbina, debido a que es sumamente nombrada en las siguientes especificaciones.

Turbina Según el diccionario de la real academia española el significado es: (Del Lat. turbo, -ĭnis, remolino). 1. f. Rueda hidráulica, con paletas curvas colocadas en su periferia, que recibe el agua por el centro y la despide en dirección tangente a la circunferencia, con lo cual aprovecha la mayor parte posible de la fuerza motriz. 2. f. Máquina destinada a transformar en movimiento giratorio de una rueda de paletas la fuerza viva o la presión de un fluido. Turbina de vapor. La hidroelectricidad se produce en plantas generadoras conocidas como centrales hidroeléctricas (se adjunta dibujo), éstas constan de la fuerza ejercida por un caudal de agua que cae sobre las hélices de una turbina, ésta hace girar un generador que va acoplado a ella, produciendo electricidad.

“Central hidroeléctrica”

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La primera planta generadora hidroeléctrica se instaló en Inglaterra en 1880, sin embargo la energía hidráulica ya se usaba para hacer girar ruedas hidráulicas que hacían funcionar máquinas sencillas como un molino (como se nombró al comienzo de este tipo de energía). La primera central de importancia, tanto en su tamaño como también rendimiento, se construyó en 1895 en las cataratas del Niágara (Estados Unidos). Ya en 1920, las centrales generaban una parte importante de la producción total de electricidad. La primera central hidroeléctrica existente en Chile (siendo ésta la segunda en Sudamérica) fue Chivilingo (hoy Octava Región), se inauguró en 1897 y estuvo funcionando hasta 1976. Como bien sabemos en nuestros tiempos la demanda eléctrica que existe es sumamente creciente, es por esta razón que ha existido una mejora en los generadores y turbinas hidráulicas, lo que ha conllevado que las centrales han mejorado notoriamente su rendimiento. Se adjunta una imagen de central hidroeléctrica.

“ e t a

C n r l

hidroeléctrica”

¿Cómo se utiliza el agua para la generación de electricidad?

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En el caso de las plantas generadoras de energía eléctrica, la fuente de energía es utilizada para impulsar una turbina que da vueltas a una barra de metal de un generador eléctrico (motor que produce electricidad). La planta hidroeléctrica usa la precipitación del agua al caer para accionar la turbina. El generador eléctrico esta compuesto de una tubería (transporta el agua del embalse y desemboca en un caracol que recibe las aguas, con la enorme presión de la caída y ponen en movimiento la turbina). Aquí se produce la primera transformación de la energía potencial del agua en energía mecánica. El eje de la turbina en su parte superior tiene instalado el rotor del generador, el cual gira dentro de un estator fijo (estructura metálica recubierta internamente por circuitos conductores de cobre). Cabe destacar que los circuitos encontrados en el interior del estator, al ser alimentados por una pequeña cantidad de corriente se transforman en electroimanes; girando el rotor con los electroimanes se inducen corrientes en los circuitos del estator y con ello se ha efectuado una segunda transformación de la energía mecánica en energía eléctrica. A continuación se adjunta una ilustración del generador, ahí se explican las partes que lo componen.

“Generador eléctrico”

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Clasificación de las centrales hidroeléctricas Según su capacidad las centrales se clasifican en: 1.- Grandes Centrales: con una potencia superior a 5MW (millón de vatios). 2.- Pequeñas Centrales: con una potencia mayor a 1MW pero inferior a 5MW. 3.- Minicentrales: con potencia superior a 100 KW (kilo vatios), pero menor a 1 MW. 4.- Micro centrales: con potencia mayor a 1.5 KW, pero inferior a 100 KW.

Ejemplos de centrales hidroeléctricas 5.- Centrales de pasada: No existe acumulación de agua antes de las turbinas, lo que es muy beneficioso debido a que aprovechan el caudal de agua tal como viene. Esta construcción es barata y rápida, es por esto que a nivel mundial la mayoría de las centrales son de este tipo. En Chile, 26 de las 35 centrales hidroeléctricas son de pasada, entre ellas podemos nombrar: Molles, Peuchén, entre otras.

“Central Hidroeléctrica Sauzalito”

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6.- Central Chivilingo: Inaugurada en 1897, siendo la primera central hidroeléctrica de Chile. En su tiempo llegó a producir unos 43 KW de corriente continua. En 1912, dichos equipos fueron reemplazados por otros, los cuáles producían corriente alterna. Esta energía era enviada a Lota mediante un tendido de 12 Km. y con una potencia de 12.000 voltios, los cuáles en Lota eran transformados a 110 voltios. Estuvo funcionando hasta 1976.

7.- Central Ralco: Inaugurada en el 2004, hasta ahora es la central más grande de Chile. Aporta cerca del 10% de la energía requerida por el Sistema Interconectado Central (SIC), que abastece el consumo entre Taltal y Chiloé.

8.- Central Tres Gargantas: Constituye la obra hidráulica más grande del mundo y se encuentra sobre el curso del río Yang-Tse (China). Esta central se encontrará en operación en el 2011. Además de su gran capacidad generadora, se espera que esta central controle las inundaciones de Yang-Tse.

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Bibliografía

Sitios Web: 1.- http://definicion.de 2.- http://www.evolucionlibre.net

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