situacion de las plantas generadoras

48
PERSPECTIVA DE LAS PLANTAS GENERADORAS DE ELECTRICIDAD ING. JUSTINO BAUTISTA ESPINOSA

Upload: erick-leon

Post on 22-Oct-2015

24 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Situacion de Las Plantas Generadoras

PERSPECTIVA DE LAS PLANTAS GENERADORAS DE ELECTRICIDAD

ING. JUSTINO BAUTISTA ESPINOSA

Page 2: Situacion de Las Plantas Generadoras

TEMAS:

Métodos tradicionales para Generar electricidad

Nuevas tecnologías y acciones de optimización

Cronología y perspectiva de las Plantas Nucleares

Page 3: Situacion de Las Plantas Generadoras

METODOS TRADICIONALES PARA GENERAR ELECTRICIDAD

Los procesos de generación de la energía eléctrica utilizan los energéticos primarios y los transforman en electricidad

Page 4: Situacion de Las Plantas Generadoras

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS GENERADORAS

Energía Térmica Planta Termoeléctrica

Energía Hidráulica Planta Hidroeléctrica

Energía Geotérmica Planta Geotermoeléctrica

Energía Eólica Planta Eoloeléctrica

Energía del Atomo Plantas Nucleoleléctrica

Page 5: Situacion de Las Plantas Generadoras

PLANTA TERMOELECTRICA

Transforma energía térmica en electricidad

Page 6: Situacion de Las Plantas Generadoras

VENTAJAS DE LA PLANTA TERMOELECTRICA

Costo inicial menor comparada con la planta hidroeléctrica

Se puede instalar en el punto donde se localiza el centro de consumo, lo que elimina o reduce la necesidad de líneas de transmisión

Menor costo del KWH en medidor

Page 7: Situacion de Las Plantas Generadoras

DESVENTAJAS DE LA PLANTA TERMOELECTRICA

Trabaja con altas temperaturas

Utiliza combustibles fósiles

Altos costo de operación y mantenimiento

Es altamente contaminante debido a los gases de la combustión ( SO2 , NO2, CO2, CO y partículas diversas ) que emite a la atmósfera

El SO2 Produce la lluvia ácida

El CO2 provoca el efecto invernadero

Page 8: Situacion de Las Plantas Generadoras

PLANTA HIDROELÉCTRICA

Transforma Energía Hidráulica en electricidad

Page 9: Situacion de Las Plantas Generadoras

PRESENCIA DE LA ENERGIA HIDRAULICA

La energía hidráulica utilizada en las plantas Hidroeléctricas es proporcionada por caídas de agua ( naturales ) o por aguas embalsadas.

La caída de agua más grande del mundo se encuentra en Mont Cenis en los Alpes franceses y tiene una altura de 970 Mts

El mayor embalse construido por el hombre es la cortina de la planta Itaipu ( frontera Brasil con Paraguay )

Page 10: Situacion de Las Plantas Generadoras

VENTAJAS DE LAS PLANTAS HIDROELECTRICAS

Trabaja a la temperatura ambiente

No utiliza combustibles

No contamina

Menor costo de KWH en las terminales del generador

Utiliza menos personal que la termoeléctrica

Puede combinarse con otras actividades económicas

Page 11: Situacion de Las Plantas Generadoras

DESVENTAJAS DE LA PLANTA HIDROELECTRICA

Costo inicial mayor que la termoeléctrica

Se tiene que localizar en la caída de agua

Normalmente requiere línea de transmisión

Altera el entorno ecológico

Disponibilidad fluctuante

Costo mayor en las terminales del medidor

Page 12: Situacion de Las Plantas Generadoras

PLANTA GEOTERMOELÉCTRICA

Transforma la energía térmica del vapor volcánico en electricidad

Page 13: Situacion de Las Plantas Generadoras

VENTAJAS DE LAS PLANTAS GEOTÈRMICAS

Ocupan menor espacio ( generan más Kwh/Mt2 )

No utilizan combustible

No degrada la naturaleza

No afecta a la climatología

Son seguras durante en periodos bélicos

Requieren poca mano de obra

Obtención de fluidos de gran demanda

Page 14: Situacion de Las Plantas Generadoras

DESVENTAJAS DE LAS PLANTAS GEOTERMICAS

No se pueden localizar junto a la concentración de la carga

Son menos eficientes que las plantas termoeléctricas

Son de baja capacidad

Algunos yacimientos contienen hidrógeno lo cual representa un problema en casos de fuga

La remoción del fluido puede provocar asentamientos

Page 15: Situacion de Las Plantas Generadoras

PLANTAS EOLOELECTRICAS

Transforman la energía del viento en electricidad

Page 16: Situacion de Las Plantas Generadoras

VENTAJAS DE LAS PLANTAS EOLOELECTRICAS

Reducen la dependencia de los combustibles fósiles

Tienen un menor tiempo de construcción

Son del tipo modular por lo que son adecuadas cuando se tienen crecimientos rápidos de carga

Consta de pocos componentes lo que reduce la disminución de posibles fallas

Utiliza poca mano de obra

Page 17: Situacion de Las Plantas Generadoras

DESVENTAJAS DE LAS PLANTAS EOLOELECTRICAS

Solo se pueden localizar en lugares adecuados

Disponibilidad fluctuante

No se puede instalar en los centros de consumo

Son de poca capacidad

Page 18: Situacion de Las Plantas Generadoras

PLANTA NULEOELECTRICA

Transforma la energía del átomo en electricidad

Page 19: Situacion de Las Plantas Generadoras

COMPONENTES DE LA PLANTA NUCLEOELECTRICA

Page 20: Situacion de Las Plantas Generadoras

COMBUSTIBLE TUBOS DE COMBUSTIBLE

Page 21: Situacion de Las Plantas Generadoras
Page 22: Situacion de Las Plantas Generadoras

LAS VARILLAS DE CONTROL

El grado de generación de vapor dentro del núcleo se determina mediante las varillas de control ( hechas de un material que frena la reacción en cadena ). Cuando una varilla está en el núcleo absorbe electrones, impidiendo con esto la fisión nuclear. Quitando o poniendo varillas de control dentro del núcleo se aumenta o disminuye el grado de generación de vapor.

Page 23: Situacion de Las Plantas Generadoras

EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

Puede ser a base de Agua, Gas o Metal líquido

Page 24: Situacion de Las Plantas Generadoras

REACTORES ENFRIADOS POR AGUA

Pueden ser de tres clases;

Enfriados por agua a presión ( PWR )

Enfriados por agua hirviente ( BWR )

Enfriados por agua pesada ( PHWR )

Page 25: Situacion de Las Plantas Generadoras

EL CUARTO DE CONTROL

Aloja los instrumentos con que se monitorean los parámetros principales del reactor.

Las barras de control son de dos tipos ( paro normal y paro rápido ) se incorporan a la parte superior del reactor con una capacidad de destrabado para caer libremente al núcleo.

La posición y cantidad de barras inmersas en el núcleo determinan la potencia del reactor y el proceso de la fisión.

Page 26: Situacion de Las Plantas Generadoras

VENTAJAS DE LAS PLANTAS NUCLEOELECTRICAS

No emite gases al medio ambiente

Es posible obtener grandes volúmenes de electricidad con poco combustible primario ( con 1 Kg de Uranio se genera 7.5 millones de Kwh equivalentes a 3000 Toneladas de carbón

Los residuos que se tienen son sólidos

Page 27: Situacion de Las Plantas Generadoras

DESVENTAJAS DE LAS PLANTAS NUCLEOELECTRICAS

Requieren mano de obra altamente calificada

Actividad industrial muy riesgosa

Costo inicial muy elevado

Requiere grandes volúmenes de agua

Page 28: Situacion de Las Plantas Generadoras

NUEVAS TECNOLOGIAS Y ACCIONES DE OPTIMIZACION

Page 29: Situacion de Las Plantas Generadoras

NUEVAS TECNOLOGIAS

Ante el reto de satisfacer la demanda energética sin alterar mayormente al entorno ambiental, se han desarrollado nuevas tecnologías para generar electricidad.

Las nuevas tecnologías buscan sustituir a los combustibles fósiles por fuentes renovables.

Page 30: Situacion de Las Plantas Generadoras

La Biomasa

Page 31: Situacion de Las Plantas Generadoras

Las Mini hidroeléctricas

Page 32: Situacion de Las Plantas Generadoras

El mar

Page 33: Situacion de Las Plantas Generadoras

Generación distribuida ( Celdas de Combustible )

Page 34: Situacion de Las Plantas Generadoras

La Magnetohidrodinámica

Page 35: Situacion de Las Plantas Generadoras

ACCIONES DE OPTIMIZACION

Las acciones de optimización persiguen el aprovechamiento máximo de las instalaciones existentes.

Page 36: Situacion de Las Plantas Generadoras

La unificación de frecuencias

La interconexión de las plantas

La cogeneración

La transmisión en corriente directa

Los cambios de horario

Los altos factores de potencia

Page 37: Situacion de Las Plantas Generadoras

CRONOLOGIA Y PERSPECTIVAS DE LAS PLANTAS NUCLEARES

Page 38: Situacion de Las Plantas Generadoras

CRONOLOGIA

La primera planta se instaló en 1954 en Obninsk Rusia

Mas tarde se instalaron reactores en E. U., Francia, Japón, Alemania, Suiza, Bélgica y Canadá.

Fueron estos países los que se encargaron de controlar y difundir la tecnología.

En la década de los 60´s la industria tuvo un vertiginoso desarrollo

Page 39: Situacion de Las Plantas Generadoras

TRES MILLAS

El 28 de marzo de 1979 en la planta Tres Millas, localizada cerca de Harrisburg Penn, falló la bomba de alimentación de agua de la unidad 2, lo que provocó un incremento de temperatura dentro del reactor y con ello la elevación de la presión interna hasta 2,255 PSI, lo que ocasionó la apertura de la válvula de alivio del equipo y con ello la expulsión de vapor al exterior del reactor.

La inserción de las barras de control tardó 8 Seg. después de los cuales se detuvo la fisión

Page 40: Situacion de Las Plantas Generadoras

SITUACION ACTUAL DE LA PLANTA TRES MILLAS

La unidad No 2 fue clausurada y no ha sido desmantelada

Las emisiones radiactivas son monitoreadas permanentemente

La unidad No 1 continúa en operación

La vida útil de la planta termina en el año 2010

La salud de la población se alteró por causas debidas al estrés provocado por el accidente

Page 41: Situacion de Las Plantas Generadoras

CHERNOBYL

El 26 de abril de 1986 explotó el reactor No 4 debido a tres razones fundamentales:

Fallas de diseño

Errores de operación

Causas políticas

Page 42: Situacion de Las Plantas Generadoras

FALLAS DE DISEÑO

El núcleo del reactor era altamente inestable a baja potencia ( las reacciones en cadena se amplifican instantáneamente característica ausente en los diseños occidentales )

Las barras de control se insertan en 20 Seg.

El reactor no disponía de barras de emergencia

No se disponía de contenedor estructural

El reactor era de grafito

Page 43: Situacion de Las Plantas Generadoras

ERRORES DE OPERACIÓN

El reactor nunca debería operar a baja potencia ( estaba operando a ¼ de su potencia nominal )

El reactor nunca debería operar con menos de treinta barras de control totalmente insertadas

Se by pasaron 3 mecanismos de seguridad ( uno para inyección de agua de emergencia y dos relacionados con el paro de emergencia )

Operadores no aptos

Page 44: Situacion de Las Plantas Generadoras

CAUSAS POLITICAS

Además de electricidad el reactor producía Plutonio 239 ( material bélico )

La operación del reactor priorizaba la producción de Plutonio 239 debido al periodo de guerra fría

Los recursos públicos de orientaban preponderantemente hacia la industria de las armas

Los recursos y tiempos dedicados a mejoras técnicas de los reactores se consideraban un dispendio

Page 45: Situacion de Las Plantas Generadoras

DESTINO FINAL DE CHERNOBYL

La unidad 1 ( instalada en 1977 ) fue desactivada en noviembre de 1997

La unidad 2 salio de operación en 1991 por haberse quemado su turbina

La unidad 3 salio de operación en diciembre del 2001

La unidad 4 fue encapsulada en 300, 000 Ton. de concreto

Page 46: Situacion de Las Plantas Generadoras

LA POLITICA ENERGETICA FRANCESA

El 77 % de la electricidad proviene de plantas Nucleares

Generan a la mitad del costo de la energía que proviene del carbón y a la tercera parte de la proveniente del petróleo

El éxito se debe al uso de un solo tipo de reactor ( PWR ) lo que abarata costos

Page 47: Situacion de Las Plantas Generadoras

EN OPERACION

CANT. MW

EN CONSTRUCCION EN PROYECTO

CANT. CANT.

MW MW

440 356951 33 26447 31 33570

SITUACION ACTUAL

PAISES CON MAYOR NUMERO DE REACTORES INSTALADOS :

ESTADOS UNIDOS 104 UNIDADES 98, 406 MW ( 20 % )

FRANCIA 77 UNIDADES 63,203 MW ( 77 % )

JAPON 54 UNIDADES 44,301 MW ( 34 % )

Page 48: Situacion de Las Plantas Generadoras

LOS RETOS

Las alternativas viables para sustituir a las fuentes de los energéticos primarios que se utilizan actualmente para generar electricidad no son muchas y las fuentes renovables presentan impedimentos como por ejemplo:

Se carece de grandes caídas de agua

Generar 1 millón de Kw requiere grandes superficies:

60/100 Km2 Energía solar o eólica

4000/6000 Km2 Cultivo de biomasa

No alcanzaría la superficie terrestre