fuentes de energía en méxico 2012

Fuentes de energía en México

Dr. José Luis Comparán ElizondoFacultad de Ciencias Físico MatemáticasUniversidad Autónoma de Nuevo León

Sector eléctrico de México

Generación de energía eléctrica

Para generar energía eléctrica que se usa en las fábricas, instituciones así como en el hogar, lo primero que se requiere es un generador eléctrico.

Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica.

Generación de energía eléctrica

Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.).

Generación de energía eléctrica

La fuerza electromotriz es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica fundamental de cada generador eléctrico.

Generación de energía eléctrica

El Principio físico del generador eléctrico es el Principio de la inducción electromagnética, descubierto por el científico británico Michael Faraday en 1831.

Si un conductor se mueve a través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de un circuito de conducción fijo cuya intensidad puede variar, se establece o se induce una corriente en el conductor.

Funcionamiento del generador eléctrico

Inducción electromagnética y alternadores.mp4

Generación de energía eléctrica

Una vez generada la energía eléctrica, se utilizan los transformadores eléctricos para elevar el voltaje de salida del generador y distribuirlo por las líneas de transmisión de energía eléctrica

Sale con una tensión eléctrica en el rango de 12,500 V - 25,000 V, y se eleva hasta algún valor en el intervalo de 138,000 V – 750,000 V.

El transformador eléctricoEl transformador eléctrico es un dispositivo estático que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, con base en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético B común que se establece en el núcleo.

El transformador eléctrico

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El transformador eléctrico

El transformador eléctrico

Líneas de transmisión eléctrica

Subestaciones eléctricasUna subestación eléctrica es una instalación destinada a modificar y establecer los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, para facilitar el transporte y distribución de la energía eléctrica. Su equipo principal es el transformador. Normalmente esta dividida en secciones, por lo general 3 principales, y las demás son derivadas.

Secciones de: de medición, para las cuchillas de paso, para el interruptor.

Subestaciones eléctricas

Como norma general, se puede hablar de subestaciones eléctricas elevadoras, situadas en las inmediaciones de las centrales generadoras de energía eléctrica, cuya función es elevar el nivel de tensión, hasta 132, 220, 400 o incluso 720 kV, antes de entregar la energía a la red de transporte.

Subestaciones eléctricas

Las subestaciones eléctricas reductoras, reducen el nivel de tensión hasta valores que oscilan, habitualmente entre 13,2, 15, 20, 45 ó 66 kV y entregan la energía a la red de distribución. Posteriormente, los centros de transformación reducen los niveles de tensión hasta valores comerciales (baja tensión) aptos para el consumo doméstico 110 V o 220 V e industrial, típicamente 440 V.

Generación, transmisión y distribución de energía eléctrica

Plantas Generadoras de Energía Eléctrica

Hidroeléctricas

Termoeléctricas

Eoloeléctricas

Nuclear

Ciclo combinado

Turbogas

Geotérmica

Carbón

Planta Hidroeléctrica

Una Planta hidroeléctrica es aquélla en la que la energía potencial del agua almacenada en un embalse, se transforma en la energía cinética necesaria para mover una turbina que a la vez mueve el rotor de un generador, y posteriormente transformarse en energía eléctrica.

Planta Hidroeléctrica

Presa hidroeléctrica

Líneas de alto voltaje

Rio Turbina

Embalse

Generador

Central Eléctrica

Entrada

Turbina para agua y Generador

Generador eléctrico

Turbina tipo Francis

Tipos de Turbinas

Pelton de eje horizontal Pelton de eje vertical

Tipos de Turbinas

Francis de eje Vertical

Planta Hidroeléctrica

Toma

Toma

Hidroeléctrica Chicoasén

Está ubicada sobre el río Grijalva en el municipio de Chicoasén, Chiapas. El acceso a la central hidroeléctrica es por la carretera de Tuxtla Gutiérrez.

Planta termoeléctrica (no-nuclear)

Una Planta termoeléctrica no-nuclear para producción de energía eléctrica, es una instalación en donde la energía mecánica que se necesita para mover el rotor del generador, y por tanto obtener la energía eléctrica,  se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera. El vapor generado tiene una gran presión, y se hace llegar a las turbinas para que en su expansión sea capaz de mover los álabes de las mismas.

Planta termoeléctrica (no-nuclear)

Turbina de vapor

Generador

Electricidad

CombustibleHogar(Caldera)

PrecipitadorElectrostático

Chimenea

Hermosillo, Sonora turbogas

Ubicada en el  municipio de Hermosillo, Sonora, a 10 Kms. al sureste de esta Ciudad, por la carretera Hermosillo-Sahuaripa,  dentro del predio de la Subestación Eléctrica Hermosillo No. 5.

Huinalá, ciclo combinado

Está ubicada en el municipio de Pesquería del estado de Nuevo León. Su localización exacta es en el km 12.5 de la carretera que va de Monterrey a Dulces Nombres.

Huinalá, ciclo combinado

Se denomina ciclo combinado en la generación de energía a la coexistencia de dos ciclos termodinámicos en un mismo sistema, uno cuyo fluido de trabajo es el vapor de agua y otro cuyo fluido de trabajo es un gas producto de una combustión

Petacalco, carboeléctrica

Ubicada en el municipio La Unión, Guerrero, en la localidad de Petacalco, en la costa del océano pacífico, a 15 kms. de Lázaro Cárdenas, Michoacán.

Planta termoeléctrica(nuclear)

Una planta termoeléctrica nuclear o planta nucleoeléctrica es en la que actúa como caldera un reactor nuclear. La energía térmica se origina por las reacciones nucleares de fisión en el combustible nuclear formado por un compuesto de uranio

El combustible nuclear se encuentra en el interior de una vasija herméticamente cerrada. El calor generado en el combustible del reactor y transmitido después a un refrigerante se emplea para producir vapor de agua, que va hacia la turbina, transformándose su energía en energía eléctrica en el generador.

Planta termoeléctrica (Nuclear)

Reactor nuclear

Un reactor nuclear es una instalación capaz de iniciar, mantener y controlar las reacciones de fisión en cadena, con los medios adecuados para extraer el calor generado. El principal elemento de un reactor nuclear es el combustible, formado por un material fisionable, generalmente un compuesto de uranio, en el que tienen lugar las reacciones de fisión, y por tanto es la fuente de generación de calor.

Combustible Nuclear

Fisión nuclear

Laguna verde, nucleoeléctrica

La única Central Nucleoeléctrica de nuestro país, se encuentra ubicada sobre la costa del Golfo de México en el Km. 42.5 de la carretera federal Cardel-Nautla, en la localidad denominada Punta Limón municipio de Alto Lucero, Estado de Veracruz,

Planta geotermoeléctrica

Para generar energía eléctrica en este tipo de plantas, se aprovecha el calor contenido en  el agua que se han concentrado en ciertos sitios del subsuelo conocidos como yacimientos geotérmicos.

¿Qué es la geotermia?

Fuentes termales en México

Campos geotérmicos de México

Eje neovolcánico de México

Cerro prieto, Baja California

Cerro prieto, Baja California

Manifestaciones termales: aguas termales superficiales, volcanes de lodo

Cerro Prieto, geotermoeléctrica

Ubicada en el municipio de Mexicali, Baja California, en el valle de Mexicali, a una altura de 11 metros sobre el nivel medio del mar, lugar donde se encuentra el campo geotérmico de Cerro Prieto.

Plantas eoloeléctricas

Este tipo de central convierte la energía del viento en energía eléctrica mediante una aeroturbina que hace girar un generador. La cantidad de energía obtenida es proporcional al cubo de la velocidad del viento, lo que muestra la importancia de este factor.

aerogenerador

Zonas con potencial eólico

La venta, eoloeléctrica

Ubicada en el ejido de La Venta, Municipio de Juchitán de Zaragoza Oaxaca,  al norte de este ejido, en el Istmo de Tehuantepec, a 30 kilómetros al noroeste de la ciudad de Juchitán de Zaragoza, Oaxaca

Generador eléctrico

Hidroeléctricas de México

La generación de energía tiene varias fuentes, la primera de ellas y la más antigua son las hidroeléctricas, entre las más importantes por su capacidad de generación se encuentran la de Chicoasén, en Chiapas, Manuel Moreno Torres, que genera 2,400 MW, la del Malpaso en Tecpatán, Chiapas, El Infiernillo, en La Unión, Guerrero, que produce 1,000 MW, le sigue Aguamilpa, en Tepic, Nayarit, la cual es capaz de generar 960 MW. El sistema cuenta también con la Hidroeléctrica Belisario Domínguez, o Angostura, en Chiapas que genera 900 MW, La Hidroeléctrica Leonardo Rodríguez Alcaine, conocida como “El Cajón”, produce actualmente 750 MW desde Santa María del Oro en Nayarit. Otra de gran importancia es la que se encuentra en Choix, en Sonora que lleva el nombre de Luis Donaldo Colosio, conocida también como Huites, la cual genera en su máxima capacidad 422 MW.

Termoeléctricas de México

Por su parte, las Termoeléctricas más importantes son la de Tuxpan, en Veracruz que tiene 2,200 MW de capacidad de generación de energía eléctrica, la de Tula Hidalgo, que produce 1546 MW, seguida de la de Manzanillo, con 1,200 MW

Carboeléctricas de México

Las Carboeléctricas sólo son dos, una se ubican en Nava, Coahuila, y la otra ubicada en el municipio La Unión, Guerrero, en la localidad de Petacalco, en la costa del océano pacífico, a 15 kms. de Lázaro Cárdenas, Michoacán cada una de las cuales genera 1,200 y 1,400 MW.

Carboeléctricas de MéxicoPara cualquiera de las ubicaciones de las plantas carboeléctricas ubicadas en las poblaciones de Nava Coahuila, a veinte kilómetros de la ciudad fronteriza de Piedras Negras Coahuila, lo mismo que  de la planta carboeléctrica ubicada en la población de Petacalco Guerrero,  en el área metropolitana de la ciudad de Lázaro Cárdenas Michoacán, mencionando también que podemos considerar en el proyecto, la posibilidad de incluir la planta de energía de Altamira Tamaulipas,  que durante los años 2011 y 2012, se va a convertir en planta de energía con alimentación de combustible a carbón.

Carboeléctricas de MéxicoActualmente México cuenta con tres centrales carboeléctricas: la Central Termoeléctrica “Río Escondido” (CTRE) que sólo consume carbón térmico nacional y consta de 4 unidades con la capacidad de generación de 300 MW cada una, la Central Termoeléctrica Carbón II que se alimenta tanto de carbón nacional como importado y cuenta con cuatro unidades de 350 MW y la Central de Petacalco que actualmente consume carbón importado vía marítima y que está conformada por 6 unidades de 350 MW. Las dos primeras se localizan en el Municipio de Nava, Estado de Coahuila y la última se encuentra en Petacalco, Guerrero. Esta última planta inicialmente utilizó carbón y combustóleo, por lo que se le conoce como Central Dual. De la generación total en el 2005, las carboeléctricas contribuyeron con el 8.52 %. Las centrales carboléctricas tienen como antecedentes una pequeña planta de 12 MW que operó en 1930 en Gómez Palacio Durango y la planta piloto de 37.5 MW instalada en Nava Coahuila que funcionó de 1964 a finales de 1978.