1. El Sr. Sr. Tafur afur dese desear aría ía usar usar ener energí gía a sola solarr foto fotovo volt ltai aica ca en su hogar, en la villa San Carlos. En San Carlos la radiación global media es 2 24 MJ / m dia Enero ⋅
2
Abril
20 MJ / m
Julio
18 MJ / m
⋅
2 ⋅
dia dia
2
24 MJ / m dia Octubre a demanda de electricidad de la casa es la siguiente! - " luces de 1" #$ % horas al día. - &n televisor de '( #$ ' horas al día. - &na radio de 1( #$ ' horas al día. Aconse)e al Sr. Sr. Tafur Tafur en la com*ra com *ra de un sistema sistem a +. +. ⋅
-allar la energía total diaria. Luces: 3 x 13W = 39W x 2h= 78 Wh. TV: TV: 40W x 4h 4h = 160 Wh. Radio: 10W x 4h = 40 Wh. Energía total diaria (,%/0 #h . •
Convertir 2J3m% a #h3m%
R1 = Enero!ar"o: 24 x 0#2778 = 6#667 $Wh%&2 R2 = '(ri)*unio: 20 x 0#2778 = +#++6 $Wh%&2 R3 =*u)io,e-ie&(re: 18 x 0#2778 = + $Wh%&2 R4 = /cu(reicie&(re: 24 x 0#2778 = 6#667 $Wh%&2 •
Calcular el tama4o del *anel
'r1 = 1200 x 0.278 % 6#667 = +0#037 = +0 W'r2 = 1200 x 0.278 % +#++6 = 60#043 = 60 W'r3 = 1200 x 0.278 % + = 66# 72 = 67 W'r4 = 1200 x 0.278 % 6#667 = +0#037 = +0 WCO5C&S675! Reco&endara un -ane) so)ar de 60 W- o un a)or cerca.
%. &n hos*ital *e8ue4o en las monta4as de Ca)amarca recibió una donación de &SS 1( ((( de una fundación americana *ara com*rar e instalar un sistema +. 9uieren usar el sistema *ara alumbrar el hos*ital : refrigerar medicinas : vacunas. En total necesitan una ca*acidad de almacenamiento de a*ro;imadamente <( litros : 8uieren usar un refrigerador energ=ticamente e>ciente : bien aislado 8ue consume solo 1((( #h3día. ?ara alumbrar el hos*ital actualmente se usa unos 1( focos de lu@ de ( # *ara los corredores : salas durante la tarde Ben *romedio desde las cienteG Aconse)e al hos*ital como ahorrar energía : como minimi@ar costos. e&anda: Rerierador: 1 5Wh % da ocos: 10 de +0W c%u 4 horas a) da = 2 5Wh % da Luces: + de 10W c%u 12 horas a) da = 0#4 5Wh % da 'ire acondicionado: +00 W 2 horas a) da = 1 5Wh % da o&(a V: ca-acidad de 10000 )iros una -roundidad de 2+&. E= E=
m∗ g∗h e 10000 ∗9,81∗25 0.5
= 4,905 MJ / dia
E= 4,905∗0,2778 =1,36 KWh / dia
Enera oa)=+.76 5Wh7dia ane)es ooo)aicos: E) sise&a ooo)aico de de(e de enerar -or )o &enos 65;h % da -ara -oder a(asecer )a de&anda diaria. ,i asu&i&os -i&as 100 W%h# es decir se endrn 600 W % da. Enonces# o&ando en cuena una e?ciencia de) 80@# e) sise&a ooo)aico de(er -ro-orcionar un oa) de: 1200∗ Ed Ar = Id Ar =
1200∗5.76 1
Ar =6912 ℘
Eso es un a-roxi&ado de 12 de -ane)es de 0#+ &2 de rea -or -ane)# ocu-ando un es-acio oa) de 6 &2. 'su&iendo n -or &ero cuadrado es de A,B 900# e) coso de insa)aci>n oa) de -ane)es sera de A,B +400. aera: ,e ren. Rerierador: 15Wh%da D + das = + 5Wh Es decir )a (aera necesiara co&o &ni&o un adiciona) de + 5Wh# es decir )a (aera de(era ener una ca-acidad de a)&acena&ieno de 10 5Wh a-roxi&ada&ene. ,a(iendo
3. En la sierra del Perú, la empresa DUKE ENERGY, ha construido una central hidroeléctrica de una potencia instalada de ! !!!"#, para ello utili$a un caudal de
3
Q =m / s con dos tur%inas Pelton de un chorro
&Ns'(!). *a ener+a ue produce en un da es de ! !!! "#-h. /onsiderando ue dicha central a%astece a un pue%lo de 0! 1i1iendas &2 usuarios domésticos 4 !( uso +enerales) con una m56ima demanda es de !!! "#. /alcular el 7actor de car+a, el 7actor de planta 4 el tiempo real de operaci8n de dicha central. Pm= f c =
70000 24
=2916,67 kW
2916,67 8000
f planta=
t ROp=
= 36,46
2916,67 10000
=29,17
70000 kW − h 8000 KW
=8,75 h
f c =
8.,75 h 24 h
= 36,456
'. &na central hidroel=ctrica ubicada en la sierra de 3 amba:e8ue tiene un salto de (( m, 8 m / s en 0 meses de estia)e :
3
90 m / s
en los meses de avenida. a galería de
3 aducción tiene ca*acidad de 10 m / s Qnom a -allar la *otencia de generación Bestia)e : avenida b -allar la energía 8ue se *uede *roducir en cada *eriodo.
En aenida: P=8.217 ∗Q∗ H 3
m P=8.217 ∗10 ∗500 m s Pavenida =41085 kW
En esiae:
(
(
Pestiaje =8.217∗ Q estiaje − Qecologico=
0.5 m
s
3
))∗
H
Pestiaje= 8.217∗ ( 8−0.5 )∗500 Pestiaje= 30813 kW (75 Pnominal )
e(e enerar co&o &ni&o 80@de -oencia no&ina)# enonces )a a)era de aducci>n 3
m 80 Q nominal = 0.80∗10 =8 s
m Q falta=8 −7.5= 0.5 s
3
meses∗30 dias ∗24 h mes ∗3600 s 3 m dia O!falta=Qfalta∗t estiaje =0.5 ∗8 s h 6
O!falta=10.368∗10 m
3
Pestiaje = 8.217∗ ( 8 + 0.5 −0.5 )∗500 =32868 kW ( 80 "Pnominal ) Eavenida = Pavenida∗t avenida meses∗30 dias ∗24 h mes Eavenida = 41085∗4 dia
6
E avenida =118,32∗10 kW −h
Eestiaje= Pestiaje∗t estiaje meses∗30 dias ∗24 h mes Eavenida =32868∗8 dia
Enera anua) = Eaenida FEesiae
6
Eavenida =189,32∗10 kW − h
