ACTIVIDAD 1 CONSIDERACIONES ELÉCTRICAS Punto 1. Verificación de características para la generación de energía por diferentes formas de generación con miras a dar asesoría sobre el proyecto de generación de energía en una población costera. a. Fase 1: Características de generación de diferentes formas Llene la siguiente tabla para relacionar las características de los distintos tipos de generación de energía:
Planta Termoeléctrica por Fusión Nuclear Principio de generación
Hidrógeno y sus isótopos
ETAPAS DE GENERACIÓN
Para efectuar las reacciones de fusión nuclear, se debe cumplir los siguientes requisitos: Temperatura muy elevada para separar los electrones del núcleo y que éste se aproxime a otro venciendo las fuerzas de repulsión electrostáticas. La masa gaseosa compuesta por electrones libres y átomos altamente ionizados se denomina PLASMA. Confinamiento, necesario para mantener el plasma a elevadas temperaturas. Densidad del plasma suficiente para que los núcleos estén cerca uno de otros y pueda haber reacciones de fusión. Fusión nuclear por confinamiento inercial (FCI); consiste en crear un medio tan denso que las partículas no tengan casi ninguna posibilidad de escapar sin chocar entre sí. Fusión Nuclear por Confinamiento Magnético (FCM); las partículas eléctricamente cargadas del plasma, son atrapadas en un espacio reducido por la acción de un campo magnético. El dispositivo más desarrollado tiene forma toroidal y se denomina TOKAMAK.
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Deuterio y Tritio
Componentes de generación
Ventajas y desventajas
El Deuterio es un isótopo estable del hidrógeno formado por un protón y un neutrón. Su abundancia en el agua es de un átomo por cada 6.500 átomos de hidrógeno, lo que significa que con el contenido de Deuterio existente en el agua del mar (34 gramos por metro cúbico) es posible obtener una energía inagotable mediante la fusión nuclear, y cuyo contenido energético es tal que con la cantidad de deuterio existente en cada litro de agua de mar, la energía obtenida por la fusión nuclear de estos átomos de deuterio equivale a 250 litros de petróleo. El otro elemento empleado en la fusión nuclear es el Tritio, es el isótopo inestable o radiactivo del átomo de Hidrógeno. Está compuesto por un protón y dos neutrones y se desintegra por emisión beta con relativa rapidez, y aunque es escaso en la naturaleza, puede ser generado por reacciones de captura neutrónica con los isótopos del Litio, material abundante en la corteza terrestre y en el agua del mar. Ventajas: Es energía limpia ya que no produce gases nocivos.-Genera residuos nucleares de muy baja actividad. Fuente inagotable de energía, ya que el Deuterio existe en abundancia en la naturaleza y el Tritio es generada dentro del mismo reactor a partir del Deuterio.
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Desventajas: En caso de avería de la planta nuclear, la radiación es mortal, la cual puede escaparse a la atmósfera de la tierra y puede causar cáncer y la muerte según la cantidad de radiación absorbida por un cuerpo vivo en determinado momento.
Planta Eólica
Principio de generación
Etapas de generación
Componentes de generación
El principio de generación de esta energía es por medio del viento o corrientes de aire que pueda mover continuamente una hélice de un molino de viento.
Antes de profundizar en la idea de utilizar el sistema eólico para la generación de energía, es necesario analizar si el lugar cuenta con los siguientes estándares que favorezcan y soporten la idea de la instalación de generadores de energía eólica: a. Corrientes de aire que constituyen los vientos los cuales definen su dirección. b. Sentido del viento o corriente de aire. c. Intensidad o velocidad, por lo que se consideran físicamente como un vector que puede expresarse con esa tres componentes, aunque a veces puede existir una componente vertical por lo que el vector es tridimensional. Los componentes de un sistema de generación de energía eólica son: La corriente de aire, cimientos generalmente contraídos en hormigón en tierra el cual se
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atornilla a la torre del aerogenerador. Torre, fija al suelo por los cimientos, proporciona la altura suficiente para evitar turbulencias y superar obstáculos cercanos; la torre y los cimientos son los encargados de transmitir las cargas al suelo. Chasis, es el soporte donde se encuentra el generador, sistema de frenado, sistema de orientación, equipos auxiliares (hidráulico), caja de cambio, protege a estos equipos del ambiente y sirve a su vez, de aislante acústico. El buje, pieza metálica de fundición que conecta las palas al eje de transmisión. Las palas, cuya misión es la de absorber energía del viento; el rendimiento del aerogenerador depende de la geometría de las palas, interviniendo varios factores:-Longitud.-PerfilCalaje.-Anchura
Ventajas y desventajas
Ventajas: Produce energía limpia -No produce desechos ni residuos contaminantes para el medio ambiente.Siempre y cuando haya viento será inagotable la obtención de energía.
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Desventajas: No en todas partes existen las velocidades requeridas para la instalación de molinos de viento.-Los costos de instalación y mantenimiento de estos molinos es relativamente costosa.-Se deben utilizar grandes extensiones de terrenos para la instalación de los molinos de vientos, llamados también granjas o parques.-Este tipo de generación de energía no es muy difundida y es poco aceptada en algunos países por la intermitencia que puede provocar debido a las fluctuaciones del viento y cambios repentinos de dirección
Planta Hidroeléctrica Principio de generación
El agua contenida en un embalse y las turbinas o generadores.
Etapas de generación
Las etapas de generación de energía eléctrica de una hidroeléctrica se inicia cuando un afluente tiene un desnivel muy pronunciado en algún punto del recorrido, además se encuentra en medio de dos cordilleras las cuales servirán como muros de contención laterales para soportar la presión que la gran cantidad de agua ejercerá al momento de ser represada mediante un muro de contención construido en hormigón de varios centímetros o metros de espesor cono por ejemplo el embalse de la planta Hoover en EE.UU, Hidroeléctrica de Betania, (Huila), represa El Quimbo, (Huila), Chivor, (Bogotá), Jaguas, (Antioquia), etc
Componentes de generación
Como se muestra en la imagen del lado derecho, estos son los componentes principales de una central hidroeléctrica.1. Tenemos el embalse, que no es más que el agua contenida por la pared de hormigón construida por el hombre.2. La pared en hormigón es denominada también presa, la cual contiene ciento de toneladas de hierro, cemento, arena y piedras fundidas.3. En las rejillas
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filtradoras evitan que desechos como palos o rocas pasen a través del conducto que llevará el agua hacia la turbina o generador.4. En la tubería forzada, la presión que ejerce el agua es bastante grande y es por medio de esta tubería que el agua llegará hasta el generador(es) o turbina (as).5. El agua llega a la turbina y hace girar el alternador el cual está compuesto por un imán y bobinas de cobre que al ser frotado o excitado, forma un campo electromagnético el cual es llamado energía.6. Las turbinas hidráulicas al ser impulsadas por el agua giran, produciendo energía eléctrica.7. Eje de turbina del alternador, este soporta todo el peso del conjunto compuesto por el rotor, rodete y empuje del agua sobre los álabes de este último llamado cojinete de empuje.8. El Generador eléctrico transforma la energía mecánica en eléctrica, esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura o estator; haciendo girar un imán permanente mente sobre una bobina la cual genera electricidad.9.Transformador, la electricidad resultante de la presión del agua al pasar por el generador a gran velocidad.10. Líneas de
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transporte de energía son las que llevaran la electricidad hasta los hogares y zonas industriales y comerciales.
Ventajas y desventajas
Ventajas: Se trata de una energía renovable y limpia de alto rendimiento energético.-Es una energía inagotable.-Es ecológica (cuando no se hace a gran escala o atenta contra el medio ambiente)-Tiene un bajo costo de mantenimiento
Desventajas: La construcción de grandes embalses puede inundar aguas arriba grandes extensiones de tierras aptas para cultivos, inclusive puede inundar para siempre pueblos lo que ocasiona traumatismo en las comunidades y el medio ambiente. Pueden ser contraproducentes con los ecosistemas acuáticos porque no permite el libre tránsito en especial de peces que desovan en las cabeceras de los ríos o afluentes pequeños. Cambios bruscos en los ecosistemas aguas abajo del embalse producidos por los altos y bajos niveles en las aguas, de igual forma los caudales son más fuertes o débiles según sea el caso.-Al salir el agua de las turbinas sin sedimentación, erosionan las laderas de los ríos siendo nocivos para los ecosistemas acuáticos
Descripción: Se deben distinguir claramente las características de las formas de generación de energía, sus ventajas y desventajas, la forma de implementación. b. Fase 2: En esta fase se realizará la justificación del mejor sistema para el proyecto de generación del ministerio. De una justificación corta donde pueda argumentar para el ministerio cual puede ser el mejor sistema de generación de energía:
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Justificación ante el ministerio: Haciendo un paralelo entre las diferentes maneras de adquisición y producción de energía, y realizando un estudio concienzudo de la mejor y más rentable forma de generación de energía para el pueblo costero con una población estimada alrededor de 1200 personas, y según la topografía del pueblo y los puntos a favor de ubicación, la forma más adecuada de suministrarles energía a la población seria mediante la construcción de una hidroeléctrica. Teniendo en cuenta que es una población pequeña, se vería beneficiada con un proyecto de estas magnitudes, por su presupuesto y por la rapidez con que se puede construir; además cuenta con unas condiciones hídricas, geográficas y topográficas que les favorece notablemente. Después de identificar las características de las formas de energía podemos justificar cual podría ser la mejor elección para el proyecto del ministerio.
Punto 2. En la siguiente tabla de ejemplos de las diferentes tipos de cargas, especificando el uso o las aplicaciones en donde se encuentran.
Ejemplos 1. 2.
Cargas Resistivas
3. 4. 5. 6.
Cargas Inductivas
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
1. 2.
Cargas Capacitivas
3.
4.
Lámparas incandescentes radiadores eléctricos planchas cafetera eléctrica plancha y secador de pelo Asador eléctrico Motores Transformadores Ventiladores Frigoríficos Televisores Ordenadores Lámparas fluorescentes
Electrobombas eléctricas Neveras y sistemas de refrigeración. Lámparas ahorradoras y fluorescentes Subestaciones eléctricas
Usos 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
1. 2. 3. 4.
Doméstico Industrial Doméstico o industrial Doméstico Doméstico Doméstico Industrial Industrial Doméstico o industrial Industrial Doméstico Doméstico o industrial Doméstico o industrial
Industrial Doméstico o industrial Doméstico o industrial Industrial
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Aplicaciones
