Universidad Nacional del Altiplano FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

CURSO:CENTRALES ELECTRICAS ITEMA-FORMAS DE GENERACION DE ENERGIAPRESENTADO POR:QUITI IMPORTA

SEMESTRE:VIIIDOCENTE: Ing. GERMAN NEGREIROS ORDOESPuno - Per2015

INDICEPresentacin3PRIMERA PARTECAPITULO 1. Fuentes de generacin elctrica41.1.1. Energa elctrica convencional y no convencional4a.- energa elctrica convencional4b.- energa elctrica no convencional4

SEGUNDA PARTECAPITULO 2. Formas de generacin elctrica52.1 formas de generacin de energa elctrica52.1.1 generacin elctrica a partir de plantas trmicas 62.1.2 generacin elctrica a partir de plantas hidrulicos 72.1.3 generacin elctrica a partir de plantas elicas 82.1.4 generacin elctrica a partir de plantas solares 92.1.5 generacin elctrica a partir de plantas geotrmicas 102.1.6 generacin elctrica a partir de plantas nucleares 112.1.7 generacin elctrica a partir de plantas biomasa 12CAPITULO 3.3.1 Conclusiones133.2 Bibliografa14

PRESENTACIONLa humanidad desde las ms remotas pocas, en los albores de la civilizacin, ha usado alguna forma artificial de energa en todas sus actividades. El tiro del arado con animales, el caballo para el acarreo y eltransporteaprovechaban la energa animal, los troncos con los que primitivamente se transportaba aprovechaban la energa hidrulica de los ros. Con eltiempoel hombre fue aprendiendo gradualmente a aprovechar otrasfuentesde energa que le brindaba lanaturalezay en la poca moderna aparecieron diferentes formas ms sofisticadas de aprovecharla en montajes ms complejos denominadosPlantas de generacin.La primera forma til de la energa para el hombre fue laenerga calricay casi inmediatamentela energamecnica.Posteriormente, al descubrirse laenerga elctricay sus bondades para su transporte y utilizacin sta pas a ser una de las presentaciones ms importantes de la energa para el hombre.El hombre primitivo, sin comprenderlo exactamente, estaba usando unapropiedadque tiene la energa de transformarse de una forma a otra. Lo que el hombre primitivo haca inconscientemente, y el hombre moderno ha venido haciendo conscientemente, es transformar un tipo de energa que le brinda la naturaleza, usando fuentes de energa convencionales y no convencionales, en un tipo deEnerga tilo energa que le permite hacer algntrabajo.Modernamente se reconoce comoEnerga til, cualquier tipo de ella que sea posible de convertir completamente entrabajo.Los depsitos de energa en la naturaleza son las llamadasFuentes de Energa,lasPlantas detransformacinla convierte enenerga tilpara que pueda ser utilizada porLos consumidores.

En general, la generacin de energa elctrica consiste en transformar algn tipo de energa (qumica, mecnica, trmica o luminosa, etc.) en energa elctrica.Dependiendo de la fuente primaria de energa utilizada, las centrales generadoras se clasifican en termoelctricas (de carbn, petrleo, gas, nucleares y solares termoelctricas), hidroelctricas (aprovechando las corrientes de los ros o del mar: mareomotrices), elicas y solares fotovoltaicas.

PRIMERA PARTE

CAPITULO 11.1.- FUENTES PRIMARIAS DE GENERACION DE ENERGIA ELECTRICALa energa elctrica se puede clasificar entre Energa Elctrica Convencional y Energa Elctrica NO Convencional.1.1.1. ENERGA ELCTRICA CONVENCIONAL Y NO CONVENCIONAL

Se denomina as por la fuente de energa utilizada para generarla.

a.- ENERGA ELCTRICA CONVENCIONAL

Corresponde a la energa producida por las primeras fuentes de energa descubiertas por el hombre y que en la actualidad son las ms comunes o conocidas con las que se ha venido trabajando desde hace mucho tiempo y no ha sufrido una variacin importante. As tenemos:La energa hidrulica que se genera en las centrales hidroelctricas producida por la fuerza del agua. Es denominada tambin hidroelectricidad.La energa generada por el procesamiento de los combustibles fsiles ms conocidos tales como el petrleo, de dnde se obtiene los siguientes derivados: la gasolina, el Disel 2 y Disel 5, utilizada en la gran mayora de motores en dnde se produce combustin y explosin para generar trabajo.La energa generada por el carbn, que sirve como combustible para generar calor y convertirse en trabajo.

Una particularidad RESALTANTE de esta clase de energa es que las fuentes para generar la misma es conocida como NO renovable.

b.- ENERGA ELCTRICA NO CONVENCIONAL

Se conoce como Energa Elctrica NO Convencional a aquella energa que es generada por fuentes recientemente descubiertas o pocas conocidas y de poca aplicacin debido todava a sus altos costos para implementarla.

Entre las ms conocidas actualmente se tiene:Energa solar: generada por el solEnerga elica: generada por la fuerza del vientoEnerga qumicaNuevas fuentes de energa que se puedan crear

A diferencia de las fuentes de energa elctrica Convencional una particularidad RESALTANTE de esta clase de energa es que las fuentes para generar las mismas son consideradas como RENOVABLES.

SEGUNDA PARTE

CAPITULO 22.1 FORMAS DE GENERACIN DE ENERGA ELCTRICAExisten diversos tipos de centrales elctricas que vienen determinados por la fuente de energa que utilizan para mover el rotor. Estas fuentes pueden ser convencionales (centrales hidrulicas o hidroelctricas, trmicas y nucleares) y no convencionales (centrales elicas, solares, mareomotrices y de biomasa).Dentro de las energas no convencionales, las energas solares y elicas son las que mayor implantacin tienen en la actualidad, pero de est experimentando el uso de otras energas renovables, como la ocenica, adems de la utilizacin de residuos orgnicos como fuente de energa.En este trabajo se muestran todas las fases de la Generacin de Electricidad.Se empieza por los conceptos bsicos de Energa y sus diferentes formas de presentarse, as como sus propiedades y unidades.Se hace especial mencin a la propiedad de la Energa de transformarse de una forma en otra, lo que da base a la produccin de Energa Elctrica, transformando en un GENERADOR, la Energa Mecnica en Energa Elctrica.Por ltimo tratamos en este trabajo todas y cada una de las principales Formas de generacin Elctricas.En el presente trabajo daremos a conocer las siguientes formas de generacin elctrica.

2.1.1 GENERACIN ELCTRICA A PARTIR DE PLANTAS TRMICAS a.- PLANTA TERMICAUna planta trmica es una instalacin que produce energa elctrica a partir de la combustin de carbn, fuel-oil ogasen una caldera diseada al efecto. El funcionamiento de todas las centrales trmicas, o termoelctricas, es semejante.El combustible se almacena en parques o depsitos adyacentes, desde donde se suministra a la central, pasando a la caldera, en la que se provoca la combustin. Esta ltima genera el vapor a partir delaguaque circula por una extensaredde tubos que tapizan las paredes de la caldera. El vapor hace girar los labes de la turbina, cuyo eje rotor gira solidariamente con el de un generador que produce laenerga elctrica; esta energa se transporta mediante lneas de alta tensin a los centros deconsumo. Por su parte, el vapor es enfriado en un condensador y convertido otra vez en agua, que vuelve a los tubos de la caldera, comenzando un nuevo ciclo.El agua en circulacin que refrigera el condensador expulsa elcalorextrado a laatmsfera a travs de las torres derefrigeracin, grandesestructurasque identifican estas centrales; parte del calor extrado pasa a un ro prximo o al mar.Las torres de refrigeracin son enormes cilindros contrados a media altura (hiperboloides), que emiten de forma constante vapor de agua, no contaminante, a la atmsfera. Para minimizar los efectos contaminantes de la combustin sobre el entorno, la central dispone de una chimenea de gran altura (llegan a los 300m) y de unos precipitado res que retienen las cenizas y otros voltiles de la combustin. Las cenizas se recuperan para su aprovechamiento enprocesosdemetalurgiay en el campo de laconstruccin, donde se mezclan con elcemento

b.- FUNCIONAMIENTOEn estas centrales, la energa mecnica, necesaria para mover las turbinas que estn conectadas al rotor del generador, proviene de la energa trmica (debida al movimiento de molculas) contenida en el vapor de agua a presin, resultado del calentamiento del agua en una gran caldera.El combustible que se utiliza para producir vapor de agua determina el tipo de central trmica: de petrleo (fuel), de gas natural o de carbn. para calentar el agua. A continuacin, el vapor de agua producido se bombea a alta presin para que alcance una temperatura de 600 C. Acto seguido, entra en una turbina a travs de un sistema de tuberas, hace girar la turbina y produce energa mecnica, la cual se transforma en energa elctrica por medio de un generador que est acoplado a la turbina.

C.- VENTAJAS Y DESVENTAJASC.1.- VENTAJAS-tienen una rentabilidad aceptable sobre si se sita cerca de la zona de extraccin del combustible.-aprovechan algunos de los residuos que producen, como cenizas para obtencin de cemento, la industria qumica o la metalrgica.C.2 DESVENTAJAS-utiliza una fuente de energa no renovable.-produce una gran contaminacin ambiental dando lugar tanto efectivo invernadero, como la lluvia acida. 2.1.2 GENERACIN ELCTRICA A PARTIR DE PLANTAS HIDRULICOS a.- PLANTA HIDRAULICOUna central hidroelctrica es aquella que se utiliza para la generacin de energa elctrica mediante el aprovechamiento de la energa potencial del agua embalsada en una presa situada a ms alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubera de descarga a la sala de mquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidrulicas se produce la electricidad en alternadores. Las dos caractersticas principales de una central hidroelctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generacin de electricidad son:La potencia, que es funcin del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal mximo turbina, adems de las caractersticas de la turbina y del generador.La energa garantizada en un lapso determinado, generalmente un ao, que est en funcin del volumen til del embalse, de la pluviometra anual y de la potencia instalada.b.- FUNCIONAMIENTOEl agua cae desde la presa hasta unas turbinas que se encuentran en su base. Al recibir lafuerzadel agua las turbinas comienzan a girar. Las turbinas estn conectadas a unos generadores, que al girar, producenelectricidad. La electricidad viaja desde los generadores hasta unostransformadores, donde se eleva la tensin parapodertransportar la electricidad hasta los centros deconsumo.Las turbinas pueden ser de varios tipos, segn los tipos de centrales:Pelton: saltos grandes y caudales pequeosFrancis: salto ms reducido y mayor caudalKaplan: salto muy pequeo y caudal muy grande

2.1.3 GENERACIN ELCTRICA A PARTIR DE PLANTAS ELICAS a.- PLANTA EOLICA La energa elica es la energa cuyo origen proviene del movimiento de masa de aire es decir del viento.En la tierra el movimiento de las masas de aire se deben principalmente a la diferencia de presiones existentes en distintos lugares de esta, movindose de alta a baja presin, este tipo de viento se llamaviento geostrfico.Para la generacin de energa elctricaa partir de la energa del viento a nosotros nos interesa mucho ms el origen de los vientos en zonas ms especficas del planeta, estos vientos son los llamadosvientos locales,entre estos estn las brisas marinas que son debida a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra , tambin estn los llamados vientos de montaa que se producen por el calentamiento de las montaas y esto afecta en la densidad del aire y hace que el viento suba por la ladera de la montaa o baje por esta dependiendo si es de noche o de da.

b.- FUNCIONAMIENTOLos aerogeneradores o turbinas elicas producen electricidad utilizando la fuerza natural del viento para mover un generador elctrico.Casi todos los aerogeneradores que producen electricidad constan de un rotor con palas o aspas que giran alrededor de un eje horizontal. ste est unido a un conjunto de transmisin mecnica o multiplicadora y, finalmente, a un generador elctrico, ubicados ambos en la barquilla suspendida en lo alto de la torre.Los principales componentes de un aerogenerador son:Rotores, 3 palas en el rotor (casi todos ellos),Palas fabricadas en fibra de vidrio con refuerzo de polister o epoxi,Funcionamiento con velocidades de rotor constante o variables,Control de potencia automtico segn velocidad de viento, con parada a muy altas velocidades (seguridad mecnica): a travs del ngulo de la pala (pitch) o de su propia aerodinmica (stall),Utilizacin mayoritaria de multiplicadoras y, en algunos casos, de transmisin directa eje-generador,Orientacin automtica siguiendo la direccin variable del viento (sensores para monitorizacin),Torres tubulares fabricadas en acero y generalmente pintadas de gris claro.El dimetro de la turbina el parmetro crucial: a mayor longitud de pala, mayor rea barrida y mayor energa producida.La energa producida por un aerogenerador vara en funcin del potencial propio del emplazamiento (funcin cbica de la velocidad de viento), de la disponibilidad de la propia mquina (capacidad de operar en presencia de viento: tpicamente por encima del 98%) y de la disposicin de las mquinas en el parque (efecto estela: negativo de unas sobre otras).

2.1.4 GENERACIN ELCTRICA A PARTIR DE PLANTAS SOLARES a.- PLANTAS SOLARESEstn formados por varias celdas fotovoltaicas

Lasclulasse montan en serie sobre paneles o mdulos solares para conseguir un voltaje adecuado a las aplicaciones elctricas; los paneles captan laenerga solartransformndola directamente en elctrica en forma de corriente continua, que se almacena en acumuladores, para que pueda ser utilizada fuera de las horas de luz.Los mdulos fotovoltaicos admiten tantoradiacindirecta como difusa, pudiendo generarenerga elctricaincluso en das nublados.b.- ELEMENTOSGENERADOR SOLAR:conjunto de paneles fotovoltaicos que captan energa luminosa y la transforman en corriente continua a baja tensin.ACUMULADOR: Almacena la energa producida por el generador. Una vez almacenada existen dos opciones:Sacar una lnea de ste para la instalacin (utilizar lmpara y elementos deconsumoelctrico).Transformar a travs de un inversor la corriente continua encorriente alterna.REGULADOR DE CARGA: Sufuncines evitar sobrecargas o descargas excesivas al acumulador, puesto que los daos podran ser irreversibles. Debe asegurar que elsistematrabaje siempre en el punto de mximaeficacia.INVERSOR(opcional): Se encarga de transformar la corriente continua producida por el campo fotovoltaico en corriente alterna, la cual alimentar directamente a los usuarios.Un sistema fotovoltaico no tiene porque constar siempre de estos elementos, pudiendo prescindir de uno o ms de stos, teniendo en cuenta el tipo y tamao de las cargas a alimentar, adems de lanaturalezade losrecursosenergticos en el lugar de instalacin.

2.1.5GENERACIN ELCTRICA A PARTIR DE PLANTAS GEOTRMICASa.- PLANTAS GEOTERMICASLa energa geotrmica es la fuente de generacin cuyamateria prima, es el vapor de agua, que se encuentra desde tiempos remotos almacenada en forma natural en el subsueloLaproduccinde energa geotrmica tiene como base la utilizacin de la energa cintica calorfica del vapor y agua a altas temperaturas del subsuelo, insumos que se extraen mediante la perforacin de profundos , pozos geotrmicos cuya finalidad es extraer a presin el vapor caliente para llevarlo a travs de unaredde tuberas denominada "sistemade acarreo ", hacia la central de generacin donde la energa potencial del vapor al chocar contra los labes de la turbina la hace girar, al mismotiempoque sta activa al generador producindose as la energa elctrica que es transferida al transformador, luego a la subestacin para ser inyectada al sistema nacional.

Esquema de una planta geotrmica

b.- Tipos de campos geotrmicosDependiendo de la temperatura a la que sale el agua, principalmente se distinguen tres tipos de campos geotrmicos:b.1.- Energa geotrmica de alta temperatura Existe en zonas activas de la corteza terrestre. Su temperatura est comprendida entre 150 y 400C y se produce vapor en la superficie. Un campo geotrmico debe constar de un techo compuesto porrocasimpermeables, un depsito o acufero -de permeabilidad elevada y de entre 300 y 2.000 metros de profundidad- y de rocas fracturadas que permitan una circulacin de fluidos y, por lo tanto, la trasferencia decalorde la fuente a la superficie. La explotacin de un campo de estas caractersticas se hace mediante perforaciones contcnicascasi idnticas a las de la extraccin delpetrleo.b.2.-Energa geotrmica de temperaturas medias Los fluidos de los acuferos estn a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150C. Por consiguiente, la conversin vapor-electricidadse realiza con un menor rendimiento y las pequeas centrales elctricas pueden explotar estosrecursos. La energa geotrmica de baja temperatura es aprovechable en zonas ms amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias.b.3.-Campo geotrmico de baja temperatura Los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 60C. Esta energa se utiliza para necesidades domsticas, urbanas o agrcolas. En el mundo existen varias experiencias notables en este sentido enItalia, Nueva Zelanda y Canad, lugares en los que la energa geotrmica apoya elconsumotradicional. EnJapnse espera producir este ao cerca de mil megavatios. Y en Filipinas, elsistemageotrmico tiene una capacidad de potencia de 2.000 megavatios.2.1.6 GENERACIN ELCTRICA A PARTIR DE PLANTAS NUCLEARESa.- PLANTAS NUCLEARES Una central nuclear es una instalacin industrial construida para generar electricidad a partir de la energa nuclear.Las centrales nucleares forman parte de la familia delas centrales termoelctricas, lo que implica que utilizan el calor para generar la energa elctrica. Este calor proviene de lafisin de materiales como el uranioy el plutonio.b.- FUNCIONAMIENTOEl funcionamiento de una central nuclear se basa en elaprovechamiento del calor para mover una turbina por la accin del vapor de agua, la cual est conectada a ungenerador elctrico. Para conseguir el vapor de agua se utiliza como combustible el uranio o el plutonio.El proceso se puede simplificar en cinco fases:Debido ala fisin del uranioque se lleva a cabo en elreactor nuclear,se libera una gran cantidad de energaque calienta el agua hasta evaporarla.Este vapor se transporta al conjunto turbinagenerador medianteun circuito de vapor.Una vez ah, las aspas de la turbina giran por la accin del vapor y muevenel generadorque trasforma la energa mecnica enelectricidad.Una vez el vapor de agua ha pasado por la turbina, se enva a uncondensadordonde se enfra y se vuelve lquido.Y nuevamente se transporta el agua para volver a conseguir vapor,cerrando as el circuito del agua.Los residuos generados por la fisin del uranio son almacenados dentro de la propia central, en unas piscinas de hormign especiales para materiales radioactivos.C.- VENTAJAS Y DESVENTAJASC1.- VENTAJAS-Uno de los materiales utilizados para su desintegracin es el uranio, de cual quedan grandes reservasC2.-DESVENTAJAS-Uno de los mayores problemas es la posibilidad de una fuga radioactiva en caso de accidente, provoca cuantiosos daos humanos y materiales. 2.1.7 GENERACIN ELCTRICA A PARTIR DE PLANTAS BIOMASAa.- PLANTA BIOMASALa palabra biomasa describe los materiales provenientes de seres vivos animales o vegetales. Es decir, toda la materia orgnica (materia viva) procedente del reino animal y vegetal obtenida de manera natural o procedente de las transformaciones artificiales.Toda esta materia se convierte enenergasi le aplicamos procesamientos qumicos.La energa de la biomasa proviene en ltima instancia del Sol. Los vegetales absorben y almacenan una parte de la energa solar que llega a la tierra y alos animales en forma de alimento y energa. Cuando la materia orgnica almacena la energa solar, tambin crea subproductos que no sirven para los animales ni para fabricar alimentos pero s para hacer energa de ellos.La biomasa era la fuente energtica ms importante para la humanidad hasta el inicio de la revolucin industrial, pero su uso fue disminuyendo al ser sustituido por el uso masivo de combustibles fsiles.

b.-FUNCIONAMIENTOEl proceso de funcionamiento de una central elctrica de biomasa es el siguiente:En primer lugar, el combustible principal de la instalacin y los residuos forestales se almacenan en la central. All se tratan para reducir su tamao, si fuera necesario.A continuacin, pasa a un edificio de preparacin del combustible, donde se clasifica en funcin de su tamao y finalmente se llevan a los correspondientes almacenes.Seguidamente son conducidos a la caldera para su combustin, eso hace queel agua de las tuberas de la caldera se convierta en vapordebido alcalor.El agua que circula por las tuberas de la caldera proviene del tanque de alimentacin, donde se precalientamediante el intercambio de calor con los gases de combustin an ms lentos que salen de la propia caldera.Del mismo modo que se hace enotras centrales trmicas convencionales, el vapor generado a la caldera va hacia la turbina de vapor que est unida algenerador elctrico, donde se produce la energa elctrica que se transportar a travs de las lneas correspondientes.El vapor de agua se convierte en lquido enel condensador, y desde aqu es nuevamente enviado al tanque de alimentacin cerrndose as el circuito principal agua-vapor de la central.

CAPITULO 3.3.1 Conclusiones

La energa convencional a base de energa hidrulica y trmica que usa como combustible el petrleo continuar predominando por mucho tiempo ms, debido a su versatilidad y facilidad de obtencin. En algunos pases como el Japn la energa trmica no convencional a base de combustible nuclear ser el soporte de su desarrollo tecnolgico.

La energa solar y elica las cuales son energas limpias que no contaminan el ambiente y son renovables, presentan muchas aplicaciones en la actualidad y stas se incrementarn en el comercio.

La aplicacin de las energas convencionales se da en las centrales hidroelctricas. En el caso del Per la ms importante Central Hidroelctrica del Mantaro, suministra energa a muchas industrias y ciudades del Pas.

En el caso de las centrales trmicas se utilizan en centros aislados como Iquitos, Pucallpa existiendo inters en extenderlo en diferentes pueblos rurales del Pas.3.2 bibliografaCentrales http://html.rincondelvago.com/energia-electrica_7.html http://www.monografias.com/trabajos12/intrclasf/intrclasf.shtml http://www.melecsa.com/index.php?option=com_content&view=article&id=39&Itemid=80Plantas trmicas http://www.jenijos.com/CENTRALESTERMICAS/centrales_termicas.htm http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/centrales-de-generacion-de-energia-electrica/materiales/bloque-energia-IV.pdf

Plantas hidroelctricas http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/interesantes/centrales/ https://es.wikipedia.org/wiki/Central_hidroel%C3%A9ctricaPlantas elicas http://platea.pntic.mec.es/~jdelucas/centraleolica.htm http://www.gamesacorp.com/es/gamesa/energia-eolica/funcionamiento-parque-eolico.htmlPlantas solares http://www.monografias.com/trabajos61/energia-fotovoltaica/energia-fotovoltaica2.shtml https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_fotovoltaicaPlantas geotrmicas http://www.monografias.com/trabajos93/generacion-energia-geotermica/generacion-energia-geotermica2.shtml https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_geot%C3%A9rmicaPlantas nucleares http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/x.-las-centrales-nucleares http://www.yosoynuclear.org/index.php?option=com_content&view=article&id=20:ique-es-una-central-nuclear&catid=11:divulgacion&Itemid=22PLANTAS BIOMASA http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/xiv.-las-centrales-de-biomasa http://energias-ieslasamericas-3e.wikispaces.com/FUNCIONAMIENTO+DE+UNA+CENTRAL+DE+BIOMASAFuentes de generacin elctrica renovables no renovables http://www.electricalfacts.com/Neca/Science_sp/electricity/sources_sp.shtml http://www.decrecimiento.info/2006/06/tipos-y-fuentes-de-energa.html