generación eléctrica con fuentes alternas de energía - energía … · 2011-09-12 · por...

Energía Hidráulica

Recurso Hidráulico

MaresRíos

Ciclo del agua


Ciclo del agua


Tierra → ¾ partes de agua

Aplicaciones:• Consumo humano• Procesos industriales• Alimentación (pesca, agricultura,

ganadería)


Producción de energía a partir del agua

• Aguas turbinadas (corrientes de agua)• Aguas evaporadas (altas presiones)• Agua refrigerante (Centrales nucleares

y termoeléctricas)


Aguas turbinadas

Aprovechamiento de la energía potencia y cinética del recurso

hidráulico


Aguas turbinadas

Mares

Mareas Olas Corrientes marinas Gradiente de temperaturas

RíosCentrales hidroeléctricas

EmbalsesFilo de agua (derivación)


Centrales Hidroeléctricas

Gran potencia > 10 MW

Mediana y baja potencia < 10 MW

Pequeñas Centrales HidroeléctricasMicrocentrales HidroeléctricasPicocentrales Hidroeléctricas


Ecuación de Bernoulli (2ª. Forma)

gvz

gpH

gvz

gp

r 22

22

22

21

21

11 ++=−++ − ρρ

gpρ

2,1Altura geodésica

Altura de presión 2,1z

Altura de velocidadg

v2

22,1


Despreciando las pérdidas

][2

2

metrosHg

vz

gp

=++ρ

Despejando:][3

2

Ws

mkgsJP ⋅==

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡++⋅⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ ⋅

=⋅⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ⋅

=⋅⋅

=g

vzgp

smkgH

smkgm

smkgWP

2][

2

333 ρ

La potencia disponible del recurso hídrico será:


gQρ

Se define caudal másico como:

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ⋅

=⎥⎦⎤

⎢⎣⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= 323

3

smkg

sm

mkg

smgQρ

Finalmente:

HgQg

vzgp

smkgWP ⋅=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡++⋅⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ ⋅

= ρρ 2

][2

3

QHWP ρ8,9][ =


Diseño de un Sistema de HidrogeneraciónDemanda eléctricaEstudios de prefactibilidad

HidráulicosTopográficosGeológicosSocioeconómicosMercadoMedioambiental

Estudios de factibilidadObras civilesEquipos mecánicosEquipos EléctricosCostos


Evaluación del recurso hidráulico

Salto hidráulico, altura neta, cabeza, etc. (h [m])Caudal (Q [m3/s])


Salto o altura neta (h [m])

Manguera de nivelaciónManguera + manómetroNivel de carpinteroAltímetroEclímetro (Inclinómetro)Nivel de ingeniero (teodolito)


Caudal (Q [m3/s])

Solución salinaRecipienteÁrea y velocidadSección de control y regla graduadaVertedero


El ciclo hidrológico


Componentes de una pequeña central hidroeléctrica


Energía de los mares – Energía Oceánica

La energía que gobierna los océanos es abrumadora ya que tan solo se requiere extraer menos de 0.1% de ella, para satisfacer más de cinco (5) veces las necesidades energéticas mundiales. Esta energía radica principalmente en las olas, mareas y corrientes marinas, las cuales fluyen a través del agua, siendo esta última un solo agente transportador de la energía.


Tipos de energía oceánica

Energía de las mareasEnergía de las corrientes marinasEnergía de las Olas


Energía de las mareas

Este tipo de energía se concentra en utilizar la diferencia de cota en el nivel del agua producto de grandes diferencias de altura en las mareas. Para ello se deben construir grandes represas en estuarios o bahías para represar el agua y emplearla cuando la diferencia de altura es la más adecuada para la generación.

Actualmente este tipo de centrales se consideran poco debido al alto impacto ambiental que generan sobre ecosistemas marinos al cerrar las entradas y salidas del mar provocando alteraciones y desequilibrios ecológicos.


APLICACIONES Central mareomotriz de la Rance - Francia


Energía de las corrientes marinasLos movimientos de masas de aguas inducidos por la diferencia demareas, generan corrientes marinas de gran velocidad en muchos lugares del planeta, estas corrientes al pasar por turbinas tanto verticales como horizontales provocan el movimiento de las mismas dando por resultado la producción de electricidad.

En general se necesitan corrientes marinas superiores a los 2.5 m/s para generar cantidades aceptables de energía, sin embargo debido a la gran densidad del agua de mar, éstas presentan una gran cantidad de energía por unidad de área. Por ejemplo, con respecto al viento, una turbina marina instalada sobre una corriente de 4 m/s equivaldría a una turbina eólica sobre la cual soplase vientos de hasta 400 km/h


APLICACIONES Sistemas de generación con turbinas verticales para corrientes marinas

http://www.newenergycorp.ca


APLICACIONES Sistemas de generación con turbinas horizontales para corrientes marinas

http://www.marineturbines.com


Energía de las Olas

Las olas contienen inmensas cantidades de energía, es más, las olas son ondas de energía que viajan a través de un medio que es el mar. En general, una ola no produce movimientos de masas de agua desde un punto a otro del océano, sino más bien, mueve el agua en sentido vertical, pero es la onda de energía la que se traslada. La energía de las olas es generada principalmente por las grandes masas de aire que circulan a través de mar abierto y que transmiten energía a la superficie del agua.


Energía de las Olas


Las olas se forman cuando el viento fricciona sobre la superficie del océano (1); si el viento continua en la misma dirección genera una mayor altura de la ola lo que permite que ésta capte mayor energía proveniente del viento (2), finalmente las olas se mantienen siempre que el viento continué en la misma dirección y prácticamente con la misma intensidad


APLICACIONES Sistemas fijo de generación de energía por olas diseñado por Energetech Australia

http://www.energetech.com.au


APLICACIONES Sistema flotante de generación conocido como “ArquimedesWave Swing” actualmente en pruebas.http://www.waveswing.com


APLICACIONES Sistema LIMPET fijo en costa que recibe el impacto del oleaje y comprime aire ciclicamente para el accionamiento de la turbina. Primer sistema comercial en el mundo.http://www.wavegen.com


APLICACIONES Sistema flotante de generación de energía eléctrica, hasta la fecha el más avanzado tecnológicamente.http://www.oceanpd.com

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