ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Laboratorio de Energías Alternativas y Eficiencia Energética
Morocho López Edgar Patricio ……………………………………………….. (NOMBRES COMPLETOS)
Reconocimiento del Laboratorio de Energías Alternativas y Eficiencia Energética (TITULO DE LA PRÁCTICA)
REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: Fecha:…02/06/2017… Hora…11H00……….. Grupo…………..
CALIFICACIONES: INFORME #…….
/4
DEFENSA_________________________ TOTAL
#……..
/3
_____________________________________ ____________________________ ______________ OBSERVACIONES: _______________________ ________________________ ____________________________________ _________________________ ________________________ __________________ _______ ________________________ ____________________________________ _________________________ ________________________ __________________ _______ _______________ _______________
1. RECONOCIMIENTO DEL LABORATORIO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS Y EFICIENCIA ENERGETICA 1.1.
OBJETIVOS
1.1.1.Objetivos Generales
Conocer las instalaciones del LEAEE. Familiarizarse con las diversas formas de conversión y uso de la energía. Introducción al contexto Nacional de las Energías Alternativas y Eficiencia Energética. 1.1.2.Objetivos Específicos Observar los equipos instalados e identificar el equipamiento. Entender el principio de funcionamiento. En base a las instalaciones y capacidades observadas durante la práctica, desarrollar ideas para la futura implementación de equipos en el LEAEE. Conocer de manera general el estado actual del desarrollo de las técnicas de energías renovables en el país. Establecer recomendaciones acerca del equipo existente.
1.2.
MARCO TEORICO (PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO)
Biodigestor .- Es un contenedor hermético que permite la descomposición de la materia orgánica en condiciones anaeróbicas y facilita la extracción del gas resultante para su uso como energía
Aerogenerador .- Un molino de viento que se utiliza exclusivamente para generar electricidad, el viento mueve las aspas; éstas están conectadas a un eje. Cuando las aspas giran, el eje también gira. El eje se conecta a un generador (un magneto en medio de espirales de alambre de cobre); al girar el eje se genera electricidad en corriente directa/continua.
Colector Solar Plano.- Es un dispositivo que sirve para aprovechar la energía de la radiación solar, transformándola en energía térmica de baja temperatura para usos domésticos o comerciales (calefacción, agua caliente, y climatización de piscinas, fundamentalmente)
Colector Solar Parabólico.- Un concentrador solar es un tipo de colector solar capaz de concentrar la energía solar en un área reducida, aumentando la intensidad energética. Similar a una lupa enfocando su luz en un punto, los concentradores reflejan la luz solar por medio de un arreglo de espejos alineados hacia un objetivo capaz de captar dicha energía para su aprovechamiento. Secador de Granos.- Un secador de granos consiste en un intercambiador de calor que toma aire ambiente, incrementa su temperatura y disminuye su humedad relativa, con el fin de absorber la humedad de los granos y evaporar la humedad dejando así los granos sin contenido de agua. Hornos (Cajas Solares).- Un horno solar es una estructura que usa energía solar concentrada para producir altas temperaturas, usualmente para usos industriales. Reflectores parabólicos o helióstatos concentran la luz (de insolación) sobre un punto focal. La temperatura en el punto focal puede alcanzar los 3.500 °C, y este calor puede ser usado para generar electricidad, fundir acero, fabricar combustible de hidrógeno o nanomateriales.
Panel Fotovoltaico.- La transformación directa de la radiación solar visible (luz) a electricidad por medio de paneles solares, los paneles solares están compuestos por celdas fotovoltaicas que contienen silicio, el material indispensable para convertir la luz a electricidad. Instrumentos de Medición.- Se dispone de varios instrumentos de medición, tanto digitales como analógicos, usados para determinar diferentes parámetros del laboratorio. Lente de Fresnel.- Es un diseño de lentes que permite la construcción de lentes de gran apertura y una corta distancia focal sin el peso y volumen de material que debería usar en una lente de diseño convencional.
1.3.
MATERIALES Y EQUIPOS
Panel fotovoltaico
Biodegestor
Colector Solar Parabolico
Colector Solar Plano
Lente de Fresnel
Instrumentos de medición
1.4.
INFORME
Panel fotovoltaico
Protección catódica de gasoductos
Repetidores de radio y televisión: aparatos telefónicos; estaciones repetidoras y de transmisión de datos.
Iluminación de calles y jardines y de paradas de medios de transporte público; señalización vial.
Carga de las baterías de las embarcaciones y de las autocaravanas.
Biodigestor Generación de electricidad.
Rellenos sanitarios.
Generación de electricidad con turbinas.
Colector solar plano Agua Caliente Centralizada (Vestuarios, Procesos industriales, Agua Caliente
Sanitaria).
Calefacción de Ambientes (Radiadores, Piso Radiante, Aire Caliente forzado).
Procesos industriales que requieran agua a Alta temperatura.
Refrigeración y Aire Acondicionado para grandes industrias.
Aerogeneradores Control de nivel del sistema lubricante
Supervisión de presión del sistema de aceite lubricante y de los circuitos de refrigeración
Supervisión de temperatura del aceite lubricante y del líquido refrigerante
Fuentes de alimentación conmutadas y reguladas para un suministro de tensión de 24 V DC
Sistemas de conexión fiables para aplicaciones difíciles
Sistema de control ecomatmobile.
Los paneles solares fotovoltaicos, o módulos fotovoltaicos, y los inversores de corriente son el corazón del sistema solar. Mientras los paneles fotovoltaicos generan energía eléctrica en forma de corriente continua, el inversor la transforma en corriente alterna para utilizarla normalmente y también para poderla introducir en la Red eléctrica de distribución. Los sistemas solares fotovoltaicos pueden ser conectados a Red (en intercambio con la red eléctrica local) o como instalaciones aisladas (autónomos).
1.5.
PREGUNTAS SOBRE LA PRACTICA
a) ¿Cuál es la diferencia entre el aprovechamiento de energía solar a baja, media y alta temperatura? Sistemas de Baja temperatura Abarca principalmente todos aquellos procesos en los que el agua no llega a estado de ebullición. Su campo de aplicación es amplio y variado: producción de Agua Caliente Sanitaria (A.C.S.), para uso doméstico, calentamiento y calefacción de piscinas, ciertos procesos
industriales, etc. Existen muchos tipos de tecnologías que se usan para estos f ines: colectores planos de caucho o metal en rejilla, serpentín, de capa selectiva, o los sistemas de vacío.
Sistemas de Media Temperatura Destinadas a aquellas aplicaciones que exigen temperaturas de agua por encima de los 80º C y hasta los 250º C. Se destinan generalmente a procesos industriales, generación de fluidos térmicos, desalinización de agua de mar y refrigeración mediante energía solar. Sistemas de Alta Temperatura Se utilizan un gran número de espejos que concentran los rayos del Sol en un colector que contiene un fluido que al llegar a cierta temperatura entra en ebullición, alcanzando presiones elevadas que después pueden ser aprovechadas para mover una turbina que producirá electricidad. Otras aplicaciones de los sistemas solares térmicos, sin uso de fluido, serían el secado solar, hornos solares y cocinas solares, estas últimas muy útiles en países en vía de desarrollo. b) ¿Qué tipos de energías renovables existen? Biocarburantes Biomasa o o Eólica o Geotérmica de Alta Entalpía Geotérmica de Baja Entalpia o o Marina Minieólica o o Minihidráulica o Solar Fotovoltaica Solar Térmica o o Solar Termoeléctrica o
c) ¿Qué otro uso se puede obtener de la energía mareomotriz? A parte de la obtención de la energía eléctrica a partir del empalmamiento a un alternador, se puede obtener energía a partir de embalses, para aprovechar la subida de marea. Así también por el constante movimiento del mar, existe siempre una gradiente de temperatura que también podría ser utilizada. Su aplicabilidad es limitada por su costo, ubicación, y su variabilidad. Pero si es correctamente aprovechada podría energizar pequeños pueblos localizados a sus orillas.
d) ¿Qué tipo de materia orgánica puede utilizarse como alimentación para un biodegestor? Un biodigestor puede procesar desechos sólidos de animales como los provenientes del ganado vacuno, bobino y ovino. Además, que puede procesar desechos de alimentos como los producidos por el consumo de los humanos.
e) ¿Enumere los tipos de energía renovables que se aplican en el Ecuador? 1. Biomasa. 2. Eólica. 3. Geotermia. 4. Solar f) ¿Enumere y detalle 5 nuevos equipos de aplicación de energía solar? 1. Termosolares de Torre. - Una central de torre o sistema de receptor central está compuesta por un sistema concentrador o campo de heliostatos los cuales captan
2.
3.
4. 5.
y concentran la componente directa de la radiación solar sobre un receptor. El fluido de trabajo puede ser entre otros: aire, vapor de agua, sodio fundido o sales fundidas, según la tecnología escogida. En las centrales de torre de vapor de agua, este mueve directamente una turbina. En los otros sistemas, el fluido transporta el calor a un generador de vapor de agua, con el que se hace funcionar una turbina, la cual mueve un generador eléctrico. Termosolares de Cilindros Parabólicos. - En una central eléctrica de colectores cilindro parabólicos los espejos del campo solar se encargan de concentrar la radiación solar incidente en un tubo absorbedor ubicado en la línea focal del colector. Por los tubos circula un líquido portador de calor (circuito cerrado) que se calienta hasta alcanzar una temperatura aproximada de 400°C. El líquido caliente se bombea hacia un bloque central de la planta. En este bloque el líquido caliente circula a través de intercambiadores de calor. Así de esta manera se genera vapor de agua y el vapor acciona una turbina equipada con un generador eléctrico Acumuladores Térmicos. - Una parte del calor generado en el campo solar de las centrales eléctricas no se transfiere al circuito de vapor, sino que se almacena en sal liquida. Durante el día, se calientan con la radiación del sol una mezcla de sales de nitrato de potasio y nitrato de sodio, que durante la noche o en días nublados, suministra el calor necesario para el funcionamiento de la central. Hornos Solares. - Los hornos solares son reflectores parabólicos o lentes construidos con precisión para enfocar la radiación solar en superficies pequeñas y de este modo poder calentar “objetos “ , a niveles altos de temperatura. Iluminación Solar Vial. - La tecnología fotovoltaica tiene la ventaja de hacer posible la generación de electricidad donde lleguen los rayos del sol. Es por ello que esta tecnología se emplea también para alimentar pequeños dispositivos luminosos que facilitan las más diversas actividades y que hubieran sido difíciles o costosos de instalar en caso de haberse empleado sistemas de alimentación convencionales.
g) Proponga: Según lo que se observó en el laboratorio, que prototipos pueden implementarse para mejorar las capacidades instaladas; o utilizando los prototipos instalados, como puede profundizarse la investigación en Energías Renovables. Algunos de los equipos instalados tienen una interfaz electrónica, la cual permite recopilar los datos obtenidos en el equipo de manera más certera y con mayor facilidad y rapidez por lo que se debería implementar un sistema de recopilación de datos electrónico a todos los equipos disponibles en el laboratorio de energías alternativas
1.6.
1.7.
CONCLUSIONES Actualmente en el laboratorio de energías alternativas se dispone de diferentes equipos en los cuales el estudiante puede conocer el funcionamiento para analizar y evaluar el uso de los mismos, nos da un mejor conocimiento para el mejor uso y aprovechamiento de las energías alternativas. Con los equipos que existen en el laboratorio de energías alternativas se puede obtener datos experimentales los cuales ayudaran a comparar con datos teóricos y poder analizar las posibles causas de las variaciones que existen entre los 2 datos. En la actualidad el uso de energías alternativas ayuda a disminuir la huella de carbono y, genera un nuevo desarrollo en el campo de energías las cuales permitirá suprimir energías contaminantes.
RECOMENDACIONES
Instalar equipos nuevos que vayan de la mano de las nuevas tecnologías y ayuden al desarrollo profesional de los estudiantes de ingeniería mecánica y contribuyan al desarrollo del país. Dar un mantenimiento adecuado de los diferentes equipos existentes dentro del laboratorio. Instalar los equipos de tal manera que ayuden en el aspecto energético de la facultad, se podría instalar agua caliente para los baños ya que se cuenta con una gran cantidad de paneles solares.
1.8.
BIBLIOGRAFIA
Arenas, D., Zapata, H. (2011). Libro interactivo sobre energía solar y sus aplicaciones. Recuperado de: http://repositorio.utp.edu.com/ Layer, L. (2011). El sitio del sector energético mexicano. Recuperado de: http://energiaadebate.com/biodigestores-aprovechar-residuos-para-generar-energia INER (2014). Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías Renovables. Recuperado de: http://www.iner.gob.ec/
