Post on 16-Sep-2015
UNIVERSIDAD TCNICA DEL NORTE
FACULTAD DE EDUCACIN CIENCIA Y TECNOLOGA
INTEGRANTES: LVAREZ SALOM
FUELTN JIMI
LEN JHONAIRI
NARVEZ ANDRS
ORTEGA WASHINGTON
PONCE STALIN
NIVEL: TERCERO
06/03/15
1.- ELABORA UN FRISO CRONOLGICO CON LOS PERSONAJES Y LOS DESCUBRIMIENTOS
QUE HAN SIDO DECISIVOS PARA EL DESARROLLO DE LA ENERGA ELCTRICA.
A lo largo de la historia la energa elctrica ha ido evolucionando a travs de los descubrimientos, investigaciones
e inventos que han ido surgiendo. A continuacin se presenta los ms destacados:
DE LA MAGIA DE LA ELECTRICIDAD A LOS PRINCIPIOS ELCTRICOS
AO PERSONAJE INVESTIGACIN
DESCUBRIMIENTO U
OBSERVACIN
600 AC Griego Tales de Mileteo Observo los efectos de la
electricidad desligada de la
religin.
1600 Mdico y Fsico Ingls William
Gilbert
Determino los fundamentos de
la electrosttica y magnetismo.
1672 Fsico Alemn Otto Von
Guericke
Desarrollo la primera mquina
electrosttica.
1773 Francs Charles Franois De
Cisternay du Fay
Descubri la repulsin y
atraccin de las cargas.
1745 Distincin entre materiales
aislantes y conductores.
1752 Poltico, economista e inventor
norteamericano Benjamn
Franklin
Demostr la naturaleza
elctrica de los rayos.
ACTVIDADES
LA ELECTRICIDAD UNA CIENCIA EN DESARROLLO
AO PERSONAJE INVESTIGACIN
DESCUBRIMIENTO O
INVENTO
1776 Charles Agustn de Coulomb Invent la balanza de torsin.
1800 Fsico y Conde Italiano
Alessandro Volta
Invent la primera pila.
1821 Cientfico Ingls Michael
Faraday
Logr transformar la energa
elctrica en mecnica
1823 Matemtico y Cientfico ingls
Andr Marie Ampere
Demostr el principio de la
bobina
1827 Georg Simon Ohm Defini la resistencia elctrica
1840-1843 Fsico ingls James Prescott Descubri la equivalencia
entre trabajo mecnico y la
calora
Cientfico Alemn Herman
Ludwig
Defini primera ley de la
termodinmica
1845 Fsico Alemn Gustav Robert
Kirchhoff
Enuncio las leyes de Kirchhoff
I y II
1868 Cientfico Belga Znobe
Thophile Gramme
Construy la primera mquina
de corriente continua ( LA
DNAMO)
1873 James Maxwell Expreso matemticamente
los experimentos de Faraday
y formulo las cuatro
ecuaciones de la teora de la
electromagntica.
UNIVERSALIZACION DEL USO DE LA ELECTRICIDAD
AO PERSONAJE INVESTIGACIN
DESCUBRIMIENTO U
OBSERVACIN
1878 Thomas Edison Realizo experimentos q
terminaron en la invencin de
la lmpara
1883 Investigador Croata
Americano Nikola Tesla
Invento un motor de corriente
alterna
1888 Desarroll la teora de los
campos rotativos.
1891 Michael O. von Conect a la red el primer
alternador trifsico
1905 Albert Einstein Demostr el efecto
fotoelctrico
1880 Entro en funcionamiento la
primera Central Hidroelctrica
de Londres
1881 Empez a usarse la
electricidad para el alumbrado
pblico en Espaa
2.- SABES DNDE SE PRODUCE LA ENERGA ELCTRICA QUE CONSUMES EN TU
INSTITUTO O ESCUELA? BUSCA INFORMACIN AL RESPECTO E INDICA QU FASES
ATRAVIESA HASTA LLEGAR EN CONDICIONES DE SER CONSUMIDA.
El Gobierno de la Revolucin Ciudadana con el propsito de optimizar y mejorar el abastecimiento de energa
elctrica en la zona norte del pas ha ejecutado, a travs de la Corporacin Elctrica del Ecuador CELEC EP, el
proyecto de ampliacin y modernizacin de la Subestacin Ibarra, que ser entregado a la ciudadana en esta
fecha, durante un acto que estar presidido por el Ministro de Electricidad y Energa Renovable, Esteban Albornoz
Veintemilla.
La Subestacin Ibarra es el punto de conexin a travs del cual el Sistema Nacional Interconectado abastece a
cerca de 210.000 clientes ubicados en el rea de servicio que es atendida por la Empresa Elctrica Regional del
Norte S,A. que cubre las provincias de Carchi, Imbabura y la zona norte de Pichincha.
Con una inversin de 6 millones de dlares, la Corporacin Elctrica del Ecuador CELEC EP, a travs de su Unidad
de Negocio TRANSELECTRIC, encargada de la expansin, mantenimiento y operacin del transporte de energa
elctrica en todo el pas, ha ejecutado este proyecto que involucra el cambio de tecnologa de analgica a digital
y la instalacin de un segundo transformador de 67 MVA, con el cual esta subestacin tendr la capacidad
suficiente para atender la creciente demanda de la zona durante los prximos aos.
Con un renovado sistema de proteccin y control totalmente automatizado, esta subestacin se integra a la red
de fibra ptica que posee CELEC EP a nivel nacional, con un enlace que servir adicionalmente para el monitoreo
y control del sistema de distribucin de EMELNORTE S.A y para mejorar el servicio de voz y datos que proveen
CNT y algunas operadoras de telefona celular y televisin por cable, particularmente a la ciudad de Ibarra.
FASES DE LA ENERGA ELCTRICA
GENERACIN:
El nivel de tensin en Colombia para la etapa de generacin es de 13,8kV. Este voltaje es relativamente bajo si se
compara con los utilizados en el proceso de transmisin debido a que a mayor tensin mayor debe ser el
aislamiento utilizado y esto elevara los costos y dimensiones de las mquinas. En general, la generacin de energa
elctrica consiste en transformar alguna clase de energa qumica, mecnica, trmica o luminosa, entre otras,
en energa elctrica. Para la generacin industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales elctricas, que
ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escaln del sistema de suministro
elctrico.
La generacin elctrica se realiza, bsicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre s en
cuanto a su principio de funcionamiento, varan en funcin a la forma en que se accionan. Explicado de otro modo,
difiere en qu fuente de energa primaria utiliza para convertir la energa contenida en ella, en energa elctrica.
Desde que Nicola Tesla descubri la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a
cabo una inmensa actividad tecnolgica para llevar la energa elctrica a todos los lugares habitados del mundo,
por lo que, junto a la construccin de grandes y variadas centrales elctricas, se han construido sofisticadas redes
de transporte y sistemas de distribucin. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual
en todo el planeta. As, los pases industrializados o del Primer mundo son grandes consumidores de energa
elctrica, mientras que los pases del llamado Tercer mundo apenas disfrutan de sus ventajas.
TRANSMISION:
La red de transporte de energa elctrica es la parte del sistema de suministro elctrico constituida por los
elementos necesarios para llevar hasta los puntos de consumo y a travs de grandes distancias la energa elctrica
generada en las centrales elctricas.
Para ello, los niveles de energa elctrica producidos deben ser transformados, elevndose su nivel de tensin.
Esto se hace considerando que para un determinado nivel de potencia a transmitir, al elevar la tensin se reduce
la corriente que circular, reducindose las prdidas por Efecto Joule. Con este fin se remplazan subestaciones
elevadoras en las cuales dicha transformacin se efecta empleando transformadores, o bien
autotransformadores. De esta manera, una red de transmisin emplea usualmente voltajes del orden de 220 kV
y superiores, denominados alta tensin, de 400 o de 500 kV.
Una lnea de transporte de energa elctrica o lnea de alta tensin es bsicamente el medio fsico mediante el
cual se realiza la transmisin de la energa elctrica a grandes distancias. Est constituida tanto por el elemento
conductor, usualmente cables de acero, cobre o aluminio, como por sus elementos de soporte, las torres de alta
tensin. Generalmente se dice que los conductores "tienen vida propia" debido a que estn sujetos a tracciones
causadas por la combinacin de agentes como el viento, la temperatura del conductor, la temperatura del viento,
etc.
DISTRIBUCIN:
La Distribucin de Energa Elctrica es la parte del sistema de suministro elctrico cuya funcin es el suministro
de energa desde la subestacin de distribucin hasta los usuarios finales (medidor del cliente). Se lleva a cabo
por los Operadores del Sistema de Distribucin (Distribution System Operator o DSO en ingls).
Dependiendo la carga que vamos a utilizar se clasifican as:
Comerciales
Industriales
Rural
Urbana
COMERCIALIZACIN:
La comercializacin consiste en la compra y venta de energa elctrica en el mercado mayorista, y su venta con
destino a otras operaciones en dicho mercado o a los usuarios finales (Resolucin CREG 024/94 Art.1), sean
estos del mercado regulado o del no regulado.
3.- INVESTIGA CALES SON LAS PRINCIPALES CENTRALES PRODUCTORAS DE
ELECTRICIDAD QUE HAY EN TU PROVINCIA Y SEALA QU FUENTE PRIMARIA DE
ENERGA UTILIZAN.
CENTRALES HIDROELCTRICAS DEL ECUADOR
Central Hidroelctrica Paute
El Proyecto hidroelctrico Paute fue concebido por el Ingeniero Daniel Palacios Izquierdo, visionario profesional
en cuyo honor lleva su nombre la presa de Amaluza que permite la regulacin y conduccin de las aguas para la
Central Molino. El Ingeniero Palacios como Superintendente de Campo de la Compaa Inglesa Shell, tena bajo su
control los estudios Geofsicos y Geolgicos, y su centro de ope-raciones era el oriente ecuatoriano,
posteriormente, como funcionario del Centro de Reconversin Econmica del Azuay Caar y Morona Santiago
CREA; durante sus recorridos descubri el accidente geogrfico que por sus caractersticas consista en un recurso
aprovechable para la generacin hidroelctrica.
El objetivo de Paute y de otros proyectos de este gnero, est dirigido a la utilizacin preponderante de los
recursos hdricos que permitan sustituir los recursos no renovables, por fuentes renovables en la generacin de
energa elctrica. Ante la decisin tomada y considerando que para la poca la demanda de energa era muy
pequea, de exigencia prcticamente domstica, se presentaban tantas especulaciones entre ellas que se llegara
a exportar grandes cantidades de energa a los vecinos pases de Colombia y Per. El Sistema Hidroelctrico Paute
con estos antecedentes, se defini como el aprovechamiento integral del recurso hdrico, mediante tres centrales:
Molino, Mazar y Sopladora con la construccin de tres embalses: Amaluza, Mazar y Marcayacu (esta ltima en el
diseo original), situados en serie, hablndose tambin en la poca de otras instalaciones en cascada hasta el
Cantn Mndez para una capacidad a ser instalada total alrededor de 2600MW.
Central Hidroelctrica Agoyn
La Central Agoyn fue concebida para aprovechar el caudal del Ro Pastaza, localizada en la provincia de
Tungurahua a 180 Km. al Sureste de Quito y a 5 Km. al este de la ciudad de Baos en el sector denominado Agoyn
de la parroquia Ulba, en la va principal de entrada al sector amaznico ecuatoriano.
La cuenca del rio Pastaza tiene una extensin de 8270 Km2, en las provincias de Cotopaxi, Chimborazo y
Tungurahua.
La extensin global de la zona de influencia de la Central es de 5.00 Km2 con una produccin media anual de 1.080
GWH. El nivel mximo del embalse se encuentra a una altitud de 1651 m.s.n.m.
Captaciones y conduccin al Pastaza aportan los Ros: Chambo y Patate.
Central Hidroelctrica San Francisco
La central San Francisco se construy desde febrero de 2004 y dio inicio a la generacin comercial la primera
unidad (Unidad 02) el 03 de mayo del 2007, la otra Unidad U1 a principios de Junio -07. La central San Francisco
est ubicada entre la cuenca media y baja del Ro Pastaza, municipio de Baos de Agua Santa, Provincia de
Tungurahua, regin central del Ecuador. La central San Francisco tiene dos (2) unidades generadoras de 115 MW
cada una, con 230 MW de potencia instalada.
La Central Hidroelctrica San Francisco tiene una potencia instalada de 230 MW para la produccin de energa
hidroelctrica y la demanda del Sistema Nacional Interconectado del Ecuador.
Central Hidroelctrica Pucar-Pisayambo
El Proyecto Pisayambo fue concebido para aprovechar una zona lacustre, localizada en la Cordillera Oriental de
los Andes, aproximadamente a 35 Km. de Pllaro Provincia del Tungurahua. El embalse est ubicado dentro del
Parque Nacional Llanganates.
La extensin global de la zona de influencia del proyecto es de 250 Km2, con una produccin media anual de 230
GWH.
La laguna de Pisayambo constituye el embalse de la central, y se encuentra a una altitud de 3.537 m.s.n.m. con
una extensin de 8 Km2 y a una distancia aproximadamente de 160 Km al sureste de Quito.
Captaciones y conduccin:
Al reservorio aportan los Ros: El Roncador, El Miln, El Tambo. Las aguas de los ros Talatag, Quillopaccha y
Agualongopungo son conducidas al embalse mediante obras de captacin
TAMBIEN TENEMOS:
- San Miguel Ubicacin: Carchi (Tulcn) Compaa EMELNORTE
- El Ambi Ubicacin: Imbabura (Ibarra) Compaa que opera: EMELNORTE
- Aloag Ubicacin: Pichincha Compaa que opera: EEQSA
- Cumbay Ubicacin: Pichincha Compaa que opera: EEQSA
- Nayn Ubicacin: Pichincha Compaa que opera: EEQSA
- Guangopolo Ubicacin: Pichincha Compaa que opera: EEQSA
- Pasochoa Ubicacin: Pichincha Compaa que opera: EEQSA
- Los Chillos Ubicacin: Pichincha Compaa que opera: EEQSA
- Illunchi I Ubicacin: Cotopaxi Compaa que opera: ELEPCO S.A.
- Illunchi II Ubicacin: Cotopaxi Compaa que opera: ELEPCO S.A.
- Agoyn Ubicacin: Tungurahua Compaa que opera: INECEL
- Paute Ubicacin: Caar-Azuay Compaa que opera: INECEL
4.- BUSCA INFORMACIN SOBRE LAS ENERGAS ALTERNATIVAS Y ELABORA UN MAPA
CONCEPTUAL AL RESPECTO. INDICA CULES SON, EN TU OPININ, LAS LIMITACIONES
QUE TIENEN PARA PRODUCIR ENERGA A GRAN ESCALA
ENERGA SOLAR TRMICA
El Sol, de forma directa o indirecta, es el origen de todas las energas renovables, exceptuando la energa maremotriz y la geotrmica.
La energa del Sol se desplaza a travs del espacio en forma de radiacin electromagntica, llegando una parte de esta energa a la atmsfera.
Esta energa es absorbida por la atmsfera y por el suelo, y otra parte es reflejada directamente al espacio desde el suelo. Es por esto por lo que menos de la mitad de la radiacin solar llega efectivamente a la superficie terrestre, siendo esta parte la que podemos utilizar con fines energticos en nuestro planeta.
La radiacin solar llega a nuestro
planeta de tres formas distintas:
Radiacin directa: es la radiacin que nos llega directamente del Sol, sin haber incidido
con nada por el camino y, por tanto, sin haberse desviado ni cambiado de direccin.
Radiacin difusa: es la radiacin que nos llega despus de haber incidido con cualquier
elemento de la atmsfera (polvo, nubes, contaminantes, etc.)
Radiacin reflejada : es la radiacin reflejada por la superficie terrestre; cobra importancia en las zonas con nieve, con agua (como cerca del
mar o de una presa)
La radiacin global: es la suma de la radiacin directa y la radiacin difusa.
ENERGA SOLAR TRMICA
Se define como el aprovechamiento de la energa del sol para generar calor mediante el uso de colectores o paneles solares trmicos.
PRINCIPALES USOS:
Agricultura, arquitectura, industria, etc.
El Sol puede aprovecharse energticamente de dos formas conceptualmente diferentes:
- Como fuente de calor: energa solar trmica de baja y media temperatura.
- Como fuente de electricidad: energa solar fotovoltaica y solar trmica de alta temperatura.
Aprovechamiento de la Energa
Solar Trmica
Baja temperatura
Son las ms extendidas y se destinan a aquellas aplicaciones que no exigen
temperaturas del agua superiores a los 90 C, como, por ejemplo, la produccin de agua
caliente sanitaria para viviendas y polideportivos, apoyo a la calefaccin de viviendas, calentamiento de agua para
piscinas, etc
Media temperatura
Destinada a aquellas aplicaciones que exigen temperaturas del agua comprendidas entre
80 C y 250 C, como, por ejemplo, el calentamiento de fluidos para procesos
industriales y la desalinizacin de agua de mar.
Alta temperatura
Destinada a aquellas aplicaciones que requieran temperaturas del agua superiores a los 250 C, como es el caso de la generacin de vapor para la produccin de electricidad.
FUNCIONAMIENTO BSICO
CAPTACIN DE CALOR PARA ELEVAR LA TEMPERATURA DEL
AGUA
La energa solar fotovoltaica se basa en la captacin de energasolar y su transformacin en energa elctrica por medio demdulos fotovoltaicos.
La energa solar se puede transformar directamente enelectricidad mediante clulas fotovoltaicas. Este proceso sebasa en la aplicacin del efecto fotovoltaico, que se produce alincidir la luz sobre unos materiales denominadossemiconductores; de esta manera se genera un flujo deelectrones en el interior del material que puede seraprovechado para obtener energa elctrica.
Un panel fotovoltaico, tambin denominado mdulo fotovoltaico,est constituido por varias clulas fotovoltaicas conectadasentre s y alojadas en un mismo marco. Las clulasfotovoltaicas se conectan en serie, en paralelo o en serie-paralelo, en funcin de los valores de tensin e intensidaddeseados, formando los mdulos fotovoltaicos.
Un panel fotovoltaico produce electricidad en corriente continuay sus parmetros caractersticos (intensidad y tensin) varancon la radiacin solar que incide sobre las clulas y con latemperatura ambiente. La electricidad generada con energasolar fotovoltaica se puede transformar en corriente alterna, conlas mismas caractersticas que la electricidad de la redelctrica, utilizando inversores.
Las clulas se montan en serie sobre paneles o mdulossolares para conseguir un voltaje adecuado a las aplicacioneselctricas; los paneles captan la energa solar transformndoladirectamente en elctrica en forma de corriente continua, quese almacena en acumuladores, para que pueda ser utilizadafuera de las horas de luz.
Los mdulos fotovoltaicos admiten tanto radiacin directa comodifusa, pudiendo generar energa elctrica incluso en dasnublados.
La energa fotovoltaica tiene muchsimas aplicaciones, ensectores como las telecomunicaciones, automocin, nuticos,parqumetros. Tambin podemos encontrar instalacionesfotovoltaicas en lugares como carreteras, ferrocarriles,plataformas petrolferas o incluso en puentes, gaseoductos yoleoductos.
Tiene tantas aplicaciones como pueda tener la electricidad. Lanica limitacin existente es el coste del equipo o el tamao delcampo de paneles.
ENERGA SOLAR
FOTOVOLTAICA
VENTAJAS DE USAR LA ENERGA
FOTOVOLTAICA
- No contamina
- No produce emisiones de CO2
ni de otros gases contaminantes
- No consume combustibles.
- No genera residuos
- No produce ruidos
- Su instalacin es simple
- Requiere poco mantenimiento
- Tienen una vida larga (los paneles solares
duran aproximadamente 30 aos)
Resiste condiciones climticas extremas:
granizo, viento, temperatura, humedad.
Tolera aumentar la potencia mediante la
incorporacin de nuevos mdulos fotovoltaicos.
Se utiliza en lugar de bajo consumo y en casas
ubicadas en parajes rurales donde no llega la
red elctrica general
BIOMASA
Biomasa natural: es la que se produce a la naturaleza sin la intervencin humana.
Biomasa residual: son los residuos orgnicos que provienen de las actividades de las
personas (residuos slidos urbanos, RSU, por ejemplo).
Biomasa producida: son los cultivos energticos, es decir, campos de cultivo donde se produce un tipo de especie con la nica finalidad de su
aprovechamiento energtico.
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 en energa si le aplicamos procesamientos qumicos.
TIPOS DE BIOMASA
Conversin de la biomasa en energa
Mtodos termoqumicos
Es la manera de utilizar el calor para transformar la biomasa. Los materiales que funcionan mejor son los de menor humedad (madera, paja, cscaras,
etc.).
Mtodos bioqumicos
Se llevan a cabo utilizando diferentes
microorganismos que degradan las molculas. Se
utilizan para biomasa de alto contenido en
humedad.
Los ms corrientes son:
Fermentacin alcohlica: tcnica que consiste en la fermentacin de hidratos de carbono que se
encuentran en las plantas y en la que se consigue un alcohol
(etanol) que se puede utilizar para la industria.
Fermentacin metnica: es la digestin anaerobia (sin oxgeno) de la biomasa, donde la materia
orgnica se descompone (fermenta) y se crea el biogs.
Sistemas de aprovechamiento
de la biomasa:
Si a la gran variedad de biomasa existente aplicamos distintas
tecnologas podemos transformar esta energa
para usarla en:
Produccin de energa trmica
Son sistemas de combustin directa. Se utilizan para dar calor, que se puede utilizar
directamente para, por ejemplo, cocinar alimentos o
secar productos agrcolas.
Produccin de biogs
La finalidad es conseguir combustible,
principalmente el metano, muy til para aplicaciones trmicas
para el sector ganadero u agrcola,
subministrando electricidad y calor.
Produccin de biocombustibles
Son una alternativa a los
combustibles tradicionales del
transporte
Produccin de energa elctrica
La electricidad se puede producir por
combustin o gasificacin y se pueden obtener
potencias de hasta 50MW.
BIOGAS
Qu es el biogs?
El biogs es un poderoso bioenergtico que se obtiene a base de desechos orgnicos. Cuenta con numerosos
beneficios y es una forma de energa limpia y renovable. A continuacin, los
invito a conocer sus caractersticas y potencial.
Cules son las caractersticas del biogs?
El biogs se obtiene a partir de la digestin anaerbica de los materiales orgnicos.
Este bioenergtico es una mezcla de dixido de carbono y metano. Es utilizado
como combustible, presenta un valor calorfico de 23 MJ/kg y posee un potencial
de calentamiento 25 veces mayor al dixido de carbono (CO2).
Cul es el potencial energtico del biogs?
Con un metro cbico de biogs se puede:
Generar 6 horas de luz, equivalente a un bombillo de 60 watts.
Poner a funcionar un refrigerador de 1 m3 de capacidad durante 1 hora.
Hacer funcionar una incubadora de 1 m3 de capacidad durante 30 minutos.
Hacer funcionar un motor de 1 HP durante 2 horas.
BENEFICIOS PARA EL MEDIO
AMBIENTE
No emite dixido de azufre, que adems es el principal causante
de la lluvia cida
Disminuye la concentracin de
partculas en suspensin de
monxido de carbono y de hidrocarburos,
respecto a otros carburantes
Permite reducir la dependencia
energtica de los combustibles fsiles
Ventajas energticas: Es una fuente de energa renovable, de uso eficiente y de generacin distribuida en el desarrollo rural.
Ventajas ambientales: La descontaminacin de residuos y reduccin contaminantes del suelo, aire y agua.
Ventajas agrcolas: Es un fertilizante natural, genera un efluente rico en nutrientes como el nitrgeno, fsforos, potasio o magnesio.
Ventajas sociales: Es un autoabastible de energa, ideal para el desarrollo de proyectos energticos de comunas rurales aisladas de los servicios de distribucin elctrica convencional.
Produce menos energa por unidad de volumen, plantea una dificultad para almacenarlo y distribucin.
Adems es muy peligro por su capacidad de inflamarse fcilmente.
El sistema de almacenamiento es complejo y de alto valor. El sistema de produccin plantea altos costes. Emisin de dixido de carbono (CO2).