7/30/2019 Tecnologias de generacion en el SEE de Chile

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SISTEMASDEENERGAELECTRICAClase#3

TecnologasdeGeneracin

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ObjeBvosyalcancedeestaclase

Presentarresumidamentelassiguientestecnologasdegeneracin

Generacinhidrulica

GeneracintrmicaacarbnGeneracineolica

ComplementarestaclaseconHSC1,WC1S6,WC3S35(Mquinassincrnicas),WC4S5

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Contenidos

Generacinhidrulica Generacintrmicaacarbn Generacineolica

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LasCentralesGeneradoras

Sonlasinstalacionesendondesegeneralaenergaelctrica,porconversinaparBrdeotrafuenteenergBca.

lafigurapresentaesquemBcamentelasprincipalesfasesenlosprocesosdegeneracinmsusadosenlaactualidad.

Convencional

Elfluido:seobBenedediversasfuentesdeenergaprimaria.Aguaderosyembalses;vapordecalderas,reactoresoyacimientosgeotrmicos;gas,decombusBblesfsiles;yviento,delugaresconregmeneselicosapropiados.Aprovechamientodelaenergadelfluidoysuconversin,mediantelasturbinas,enenergacinBcaquemuevealgeneradorelctrico.

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Generacinhidrulica

Sebasanenlaconversindelaenergacontenidaenunamasadeaguaenmovimiento Laalturadecadayelcaudaldeterminanlacapacidaddegeneracin

Ventajas: ajoscostosdeoperacinyaltaconfiabilidad RpidaparBdayparada(minutos),Blesenlabaseypuntadelacarga LargavidaBl(~50aos) Eficientesengranrangodeoperacin

Lainversininicialesalta(>1000USD/kW)rdotrastecnologas,perosuscostosdeoperacinsonbajos

Losperodosdegestacindeunproyectohidroelctricosonlargos~510aos

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Generacinhidrulica

Sonmovidasporelagua,P[kW]=8,5Q[m3/s]H[m] AprovechanuncaudalQimportante,comoocurrepicamenteenrasil,VenezuelaoundesnivelH

grande,comoocurreenChile,Per,Ecuador,etc. Debidoasuorigenpluvialonival,elaguaafluentealascentralespresentaunrgimenirregular,muyvariablealolargodelBempo.ElloimpidegaranBzar

energaenperodosdeterminados. Losembalsespermitenregularlageneracinyaprovecharlaestacionalidadseca/hmeda

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Clasificacin

Centralesdepasada/runofriverNoBenencontrolsobreelflujodeagua,usanelaguaque

viene

Centralesdeembalse/storageplant Poseeninfraestructuraparaalmacenaragua

Centralesdebombeo/pumpedstorageplant CentraleshidrulicasenlasqueelaguauBlizadaes

almacenadaenunembalseparaserbombeadahaciaunembalseaguasarribadelasturbinas

Permitencortarlapuntadelacurvadecarga

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Turbinas

Nota: la velocidad de rotacin de la turbina est determinada por el

generador

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Turbinas:clasificacin

Conbaseenlaaccindelagua,seclasificanenimpulsoyreaccin Impulso:elaguaprovenientedeunaboquillasehace

chocarcontracucharasenlaperiferiadeunaruedaorunner,normalmentesondeejehorizontal,ejemploturbinaPelton

Reaccin:Elaguaingresayllenalaturbina,trabajaypermaneceapresinsuperioralaatmosfrica,puedenserdeejehorizontalperocomnmentesondeejeverBcal,ejemploturbinasFrancisyKaplan

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Turbinas:

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Controldevelocidad

Lavelocidadderotacinenrpmdelaturbinahidrulicaestdefinidaporelgenerador(polossalientes)

N=60f/p;f=50z,p:#depolos Encondicionesdeestadoestacionario,laturbinadeberodaravelocidadconstante,independientedelacargaelctrica

Silacargasube,laturbinadesacelera,elcontrolcompensaabriendolavlvulaogate

Silacargabaja,laturbinaacelera,elcontrolcompensacerrandolavlvulaogate

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Generacintrmicaacarbn

Elvapordeaguaesunmedioimportanteparaproducirenergamecnica

Elvaporaaltapresinesusadoparamotorizarmquinasyturbinasdevapor

Paracentralestrmicas,lapresinvadesdelos10kg/cm^2contemperaturasdesde250Ca650C

Principalescomponentes:generadordevapor,condensador,chimenea,generador.

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Generacintrmicaacarbn

Losgeneradoresacopladosaturbinasdevaporsonderotorcilndricoporsurapidez

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Generacinmedianteaerogeneradores

Aerogeneradores:aprovechanlaenergadelvientoparahacergirarunaturbinaacopladaaungeneradorelctrico

Granvariedadtecnolgica:bipalas,tripalas,velocidadfija,velocidadvariable,etc.

Laproduccindeenergaquedacondicionadaporlavariabilidaddelviento

FactordeplantaanualPm/Pinst~2530%

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Conceptosbsicosdeconversin

Slo se puede aprovechar

una parte de la energa en

el viento (no se puede

detener todo el viento)

El mximo terico de

energa cintica extrable

del viento es 59%, pero enla prctica bordea el 50%

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Unavistageneraldeunparqueeolico

http://www.abb.com/windpower

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Principalespartes

1. Palas2. Rotor3. Controldengulo4. Freno5. Ejedebajavelocidad6. Cajadecambio7. Generador8. Controlador9. Anemometro10. Coladeviento11. Gondola12. Ejedealtavelocidad13. Motordegondola14. Torre

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ExistenvariosconceptoselctricosenelmercadodeaerogeneradoresConceptoselctricosaerogeneradores

(a) (c)(b) (d)

(a) fixed-speed WT with squirrel-cage induction generator (SCIG);(b) WT with wound-rotor IG and rotor resistor control (RRC);(c) fully-rated converter WT(d) Doubly-fed induction generator (DFIG) WT.

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Majorturbinetechnologiesorganizedviatheirgearboxesandpowerelectronics

Wind Energy Powers-That-Be Successor Generation in Globalization

L. Gertmar L. Liljestrand H. Lendenmann IEEE/TEC March 2007

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=4106004

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Aerogeneradores:generadorelctrico

SeusangeneradoressincrnicosyasincrnicosMaquinasincrnica:dadalavariabilidaddela

velocidadderotacin,serequierecajadecambioy/oconverBdorAC/ACparageneraralafrecuenciadelared

Mquinadeinduccinoasincrnica:TambienrequirecajayconverBdor,peropresentaalgunasparBcularidadesenrelacinalconsumodepotenciareacBva

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Resumen

HoyvimostresBposdecentralesdegeneracin

Hidrulica:turbinas,generadores,controldelavelocidad

Trmicasacarbn:principalescomponentes,generador,controldelavelocidad

Eolicas:principalescomponentes,generadores