4. Antecedentes históricos de la
tecnología eléctrica
Thales de Miletus (630-550 AC) Theophrastus (374-287 AC)
Willian Gilbert (1544-1603)
Benjamín Franklin (1706-1790)
5. En 1871 Zénobe Théophile Gramme presenta la primera
dinamo industrial movida por una máquina de vapor, lo
que supuso poder disponer de electricidad en forma
corriente continua y en cantidad “abundante”,
sustituyendo así a las pilas utilizadas hasta entonces como
únicas fuentes de electricidad (la pila había sido
inventada por Alessandro Volta en el año 1800)
6. Thomas A. Edison, utilizando 6 generadores de corriente continua
con una potencia total de 900 CV y unas 7.200 bombillas
(inventadas también por él a finales de 1879), ilumina la calle
Pearl en Nueva York.
9. Un sistema eléctrico se define como el conjunto de instalaciones,
conductores y equipos necesarios para la generación, el
transporte y la distribución de la energía eléctrica.
Los primeros sistemas eléctricos estaban aislados unos de otros; el
crecimiento de la demanda de electricidad, y de la consiguiente
capacidad de generación y de transporte, supuso un rápido
proceso de concentración empresarial y de interconexión de esos
pequeños sistemas dando lugar a otros mucho más grandes, tanto
en potencia como en extensión geográfica, que son los que existen
actualmente.
10. ~ Centrales eléctricas
Red de Transporte A.T
400 a 110KV
Consumidores en A.T.
Subestaciones
Red de Transporte y distribución en M.T
Malladas de 66 a 1 KV
Consumidores en M.T.
Centros de transformación
Red de distribución en radiales de (1000 a
220V – 110V)
Centros de transformación
Consumidores en B:T
• Hidráulicas
• Térmicas
• Nucleares
• Eólicas
• Fotovoltaicas
• Biogás
La red de alta tensión es una red
geográficamente extensa, va más allá de
las fronteras de los países, y es mallada
Llamados cargas
14. Historia de la implementación de
la primera empresa de servicio
eléctrico público en el Ecuador
La generación de energía eléctrica como un servicio público
en Suramérica
Se inicia a finales del siglo XIX
Chile en 1882, con la creación de la primera compañía de iluminación en
el país
15. En Lima, el 15 de mayo de 1886 se inauguró el primer sistema de
alumbrado público eléctrico de la ciudad
La segunda red de servicio eléctrico público surgió en la ciudad de 9 de
Julio, provincia de Buenos Aires, en Argentina
En Enero de 1893 se presentó una petición al gobierno, apoyada por
estudios de ingeniería, para establecer un tranvía eléctrico en la ciudad
de Santiago
19. Loja se inicia en 1897, con la
creación de la Sociedad Sur
Eléctrica
El 10 de mayo de 1950, se
constituye la Empresa Eléctrica
Zamora S.A.,
20. La sociedad Sur Eléctrica de Loja
El 3 de Abril de l897, constituyeron la Sociedad Sur Eléctrica (SSE)
con una capital inicial de dieciséis mil sucres
Como primer gerente de la SSE consta Ramón Eguiguren, mientras que
como “ingeniero de la sociedad” actúa Alberto Rhor
21. Instalación de maquinaria y puesta en
marcha de la empresa
Los equipos fueron instalados en una amplia y
antigua casa colonial, sita al final occidental de la
calle 10 de Agosto, al comenzar la tradicional
cuesta hacia la colina del Pedestal
22. Alguna información técnica
del sistema de generación
eléctrica instalado
Captación y conducción de agua
Para la captación de agua, se construyó una toma de agua en la parte
más alta del río Malacatos al sur de la ciudad de Loja. El sistema de
conducción de agua, atravesaba las propiedades agrícolas situadas al
margen oeste del mismo río y terminaba en la parte baja de la actual
calle Eplicachima, en la zona del Pedestal.
23. Generación
La casa de máquinas se mantenía en servicio activo las 24
horas y estaba equipada con dos dínamos de corriente
continua de 14KW, modelo M24, de 140V, 100A y 1100 rpm
26. Art. 313.- El Estado se reserva el derecho de administrar, regular, controlar y
gestionar los sectores estratégicos, de conformidad con los principios de
sostenibilidad ambiental, precaución, prevención y eficiencia. Los sectores
estratégicos, de decisión y control exclusivo del Estado, son aquellos que por su
trascendencia y magnitud tienen decisiva influencia económica, social, política
o ambiental, y deberán orientarse al pleno desarrollo de los derechos y al
interés social. Se consideran sectores estratégicos la energía en todas sus
formas, las telecomunicaciones, los recursos naturales no renovables, el
transporte y la refinación de hidrocarburos, la biodiversidad y el patrimonio
genético, el espectro radioeléctrico, el agua, y los demás que determine la ley.
(Constitución política de la República del Ecuador, 2008).
27.
28.
29. Potencia nominal, potencia
efectiva
Potencia nominal. Es la capacidad instalada del generador.
Potencia efectiva. Es la capacidad de generación que tiene una central y
que puede garantizar con una continuidad aceptable: Considerando que
el año tiene 8760 horas:
34. Que vamos hacer el día de
hoy
Socializar el proyecto
Contenidos de la Clase
Tarea
35. Centrales eléctricas
Las centrales eléctricas son las instalaciones en la que
se produce la energía eléctrica.
Centrales con energías renovables.
Centrales hidroeléctricas Centrales térmicas convencionales.
Centrales nucleares
37. Clasificación de la Energía
Hay dos tipos o formas principales de energía:
• Cinética: debida al movimiento.
• Potencial: debida a la posición en un campo de
fuerzas (gravitatoria, electromagnética, elástica, etc).
38. 1- ENERGÍA ELÉCTRICA
1. Energía mecánica asociada al movimiento.
2. Energía térmica relacionada con la temperatura
3. Energía química asociada a reacciones químicas
4. Energía nuclear procedente de la desintegración de sustancias
radiactivas.
5. Energía radiante asociada a radiaciones electromagnéticas.
6. ENERGÍA ELÉCTRICA relacionada con cargas eléctricas en
movimiento.
La Energía es la capacidad de un cuerpo o sistema para
realizar cambios. La energía no se crea ni se destruye
únicamente se transforma.
Puede manifestarse de muy diversas formas:
39. Fuentes de energía
Las fuentes de energía son los recursos existentes en
la naturaleza de los cuales podemos obtener energía
utilizable en alguna de las formas definidas
anteriormente.
Podemos clasificarlas, atendiendo su origen, en:
No renovables. Se encuentran en cantidades limitadas
y en ellas la velocidad de regeneración es inferior a la
de consumo.
Renovables. Son inagotables, ya que se regeneran a un
ritmo superior al que se consumen.
Por su utilización, las clasificamos en:
Convencionales. Son las de uso más extendido.
Alternativas. Su uso está menos extendido pero están
adquiriendo cada vez más importancia.
40. GENERACIÓN, TRANSPORTE Y
DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA
ELÉCTRICA
Generación de la energía eléctrica
La energía eléctrica se genera de 3 formas
diferentes:
Mediante transformaciones químicas. Por
ejemplo, como ocurre en las pilas o
baterías.
Mediante la luz solar, como ocurre en las
células solares o fotovoltaicas.
Mediante generadores eléctricos (dinamos
y alternadores).
46. GENERACIÓN ENERGÍA ELÉCTRICA
La energía eléctrica se puede obtener de varias formas:
Una CENTRAL ELÉCTRICA genera grandes cantidades de energía eléctrica. En ellas se
suelen utilizar GENERADORES accionados mediante TURBINAS.
Transformaciones químicas
( A partir de Energía Química) Paneles fotovoltaicos
( A partir de Energía Radiante)
Generador eléctrico
( A partir de Energía Mecánica)
47. CENTRALES ELÉCTRICAS CONVENCIONALES
Las CENTRALES CONVENCIONALES son aquellas centrales que se han
utilizado tradicionalmente.
Las principales centrales convencionales son:
Térmica de combustión
1000 MW
Térmica nuclear
1300 MW
Hidráulica
500 KW
Las dos primeras pertenecen al grupo de las no renovables ya que utilizan
energías que se van agotando.
48. CENTRALES TÉRMICAS DE COMBUSTIÓN
TURBINA DE VAPOR
GENERADOR
CORRIENTE
ALTERNA
CALDERA
COMBUSTIBLE:
Carbón, petróleo o gas
Residuos
sólidos
Residuos gaseosos
La ENERGÍA CALORÍFICA generada en la caldera se emplea para calentar agua, convertirla
en VAPOR, mover una TURBINA y producir ENERGÍA ELÉCTRICA en el generador.
TORRE REFRIGERACIÓN
Entrada
refrigerante
Salida
refrigerante
Vapor de agua
agua
49. CENTRALES TÉRMICAS NUCLEARES
TURBINA DE VAPOR
CORRIENTE
ALTERNA
GENERADOR
Entrada
refrigerante
TORRE REFRIGERACIÓN
Salida
refrigerante
Núcleo del reactor
Combustible:
Barras de Uranio
Barras de Control
Evaporador : Vapor de agua
La ENERGÍA CALORÍFICA generada en el REACTOR se utiliza para calentar agua,
convertirla en VAPOR, mover la TURBINA y producir ENERGÍA ELÉCTRICA en el
generador.
REACTOR
Moderador
Vapor de agua
agua
50. CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
GENERADOR
TURBINA DE AGUA
EMBALSE
Caída de agua
Transformador
La ENERGÍA POTENCIAL del AGUA se convierte en CINÉTICA para poder mover la
TURBINA de la central y producir ENERGÍA ELÉCTRICA en el generador.
51. 4- ENERGÍAS ALTERNATIVAS
ENERGÍA EÓLICA FOTOVOLTAICA
SOLAR TÉRMICA
Las Centrales alternativas son aquellas centrales que se caracterizan por
utilizar energías renovables.
Las principales formas de producir energía alternativa son: Eólica,
Fotovoltaica, Solar térmica, Geomotriz, Maremotriz, Biomasa, Residuos
sólidos urbanos…
GEOMOTRIZ MAREOMOTRIZ
52. CENTRAL SOLAR TÉRMICA
La ENERGÍA CALORÍFICA del sol se emplea para calentar agua, convertirla en VAPOR,
mover una TURBINA y producir ENERGÍA ELÉCTRICA en el generador.
Los HELIOSTATOS concentran la
radiación del sol en una tubería.
53. FOTOVOLTAICA
La ENERGÍA RADIANTE del SOL se transforma en ENERGÍA ELÉCTRICA en
los paneles fotovoltaicos.
TRANSORMADOR
Silicio
PANELES FOTOVOLTAICOS
INVERSOR convierte la cc en ca
Corriente continua
ENERGÍA RADIANTE
DEL SOL
54. ENERGÍA EÓLICA
La ENERGÍA CINÉTICA del viento, mueve y produce ENERGÍA ELÉCTRICA en
el generador.
ROTOR (Tripala)
MULTIPLICADOR
GENERADOR
GÓNDOLA
TRANSFORMADOR
55. ENERGÍA GEOTÉRMICA
La ENERGÍA CALORÍFICA del interior
de la tierra se utiliza para calentar agua,
convertirla en VAPOR, mover una TURBINA
y producir ENERGÍA ELÉCTRICA en el
generador.
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
La ENERGÍA CINÉTICA de las
mareas mueven una TURBINA de agua y
se produce ENERGÍA ELÉCTRICA en el
generador.
56. Para transportar la corriente eléctrica desde las centrales productoras hasta
los lugares en los que se consume se utilizan:
TRANSPORTE ENERGÍA ELÉCTRICA
• Líneas de alta tensión para disminuir la intensidad que pasa por ellos y
poder utilizar cables de menor sección y con menos pérdidas de calor.
• Transformadores en Subestaciones eléctricas que elevan o reducen la
tensión.
Central
Eléctrica
Grandes clientes
Industriales
Pequeños clientes
Industriales
Clientes
residenciales
Colegios
Comercios
ALTA TENSIÓN
(400 KV - 110 KV)
MEDIA TENSIÓN
(110 KV - 66 KV)
BAJA TENSIÓN
(4000 V - 100 KV)
Estación de transmisión
Estación de transmisión
Estación de transmisión
Subestación de distribución
57. AHORRO ENERGÉTICO
Cada año que pasa el consumo de energía eléctrica aumenta. En la
actualidad la única forma para evitar el agotamiento de los recursos energéticos
y conservar mejor el planeta es:
1. Diversificar las fuentes de energía fomentando el uso de las renovables.
2. Investigando y desarrollando nuevas fuentes de energía.
En iluminación En ordenadores
¿Qué podemos hacer NOSOTROS?
3. Hacer un uso racional de la energía.
• Aprovecha la luz natural del sol.
• Mantener limpias las lámparas y las pantallas.
• No dejar luces encendidas en habitaciones que
no se estén utilizando.
• Utilizar lámparas de bajo consumo donde estén
encendidas muchas horas y de tipo electrónico en
ubicaciones de encendidos y apagados.
• No apagar los fluorescentes en ausencias
menores a 20 minutos.
• Utilizar detectores de presencia.
REDUCIR CONSUMO
59. (1) Presa
(2) Embalse
(3) Rejilla de entrada
(4) Tubería forzada
(5) Turbina
(6) Alternador
(7) Central y subestación de salida
60. Desde el punto de vista del emplazamiento existen tres tipos
básicos de centrales: de
Derivación
Acumulación
Mixto
En las centrales de derivación
65. En cuanto a la capacidad del embalse, las centrales se clasifican en:
• Fluyentes
• Con regulación
A su vez, pueden ser de regulación anual o hiperanual.
Las centrales fluyentes
67. El modo de funcionamiento también permite hacer otra
clasificación de las centrales hidroeléctricas en dos grandes grupos:
• Las convencionales
• Las de bombeo
68. Tecnología eléctrica
La turbina Pelton se utiliza en centrales con pequeño caudal y gran salto
(más de 300 m). El rodete de una turbina Pelton presenta un conjunto de
cazoletas o cucharas en su borde exterior contra las que choca el agua,
haciendo así que la turbina gire.
El agua es proyectada sobre las cazoletas del rodete a través de un conjunto
de toberas que están situadas en dirección tangencial, cuyo número suele
ser de uno a cuatro, y que sirven para regular el caudal y dirección del
chorro de agua.
La turbina Pelton
69. La turbina Francis
La turbina Francis, se utiliza en centrales con valores
medios de caudal y salto (de 300 a 25 m). Se trata de una
turbina de reacción ya que el agua llega radialmente al
rodete y al pasar por él su dirección se desvía en un ángulo
recto de tal forma que sale en sentido paralelo al eje de
giro
70. La turbina Kaplan,
La turbina Kaplan,se utiliza en centrales con gran caudal y un pequeño salto
(menos de 50 m). Es también una turbina de reacción pero a diferencia de la
Francis la entrada de agua es axial, el número de paletas del rodete es menor
(de dos a cuatro para saltos pequeños que puede aumentar hasta ocho al
aumentar el salto) y tiene una forma parecida a la de las hélices de un barco
71. Centrales térmicas convencionales
Las centrales térmicas convencionales son aquellas que
producen energía eléctrica a partir de la combustión de
combustibles fósiles tradicionales como son el carbón, el
fuelóleo y el gas.
72. Las centrales térmicas convencionales se clasifican en tres
grandes grupos:
Las centrales termoeléctricas de tecnología convencional
75. Ciclo de Rankine.
• Diagrama de entropía-temperatura el ciclo de Rankine
• Esquema con los equipos elementales necesarios
• Comienza en la caldera
• Este vapor de alta presión y alta temperatura se expande en la
turbina
• El ciclo de Rankine básico se llega a obtener un rendimiento
térmico de alrededor del 34%
76. Modificaciones en el ciclo de
Rankine
En el primer caso, se recurre a dividir la turbina en dos o tres cuerpos
o escalones, denominados de alta, media y baja presión.
77. En el segundo, se precalienta el agua de
alimentación de la caldera mediante una
serie de calentadores
78. En las centrales térmicas de carbón, de fuelóleo y de gas, existe una zona
de almacenamiento de combustible (parque de carbón y depósitos de fuel o
de gas) que garantizan su disponibilidad para un tiempo razonable de
funcionamiento de la central.
DIFERENCIA ?
En una central térmica de carbón, éste es triturado en molinos.
79.
80. En las de fuelóleo, el combustible es precalentado
para aumentar su fluidez
81. Las paredes de la caldera están completamente
recubiertas de una densa y extensa red de miles de tubos
por los que circula agua
82.
83.
84.
85. El alternador produce la energía eléctrica y los
transformadores de salida de la central elevan su
tensión para inyectarla a la red a través de las líneas
eléctricas que salen de la central
El alternador
86. CONDENSADOR(primer caso)
Para condensar el vapor de agua de la salida de la turbina,
el condensador, que está situado justo debajo de la turbina,
es refrigerado por otro circuito de agua, denominado de
refrigeración, que puede ser cerrado o abierto.
95. CENTRAL DE CICLO COMBINADO
Una central de ciclo combinado es aquella en la que la energía térmica del
combustible es transformada en electricidad mediante el acoplamiento de
dos ciclos termodinámicos individuales, uno que opera a alta temperatura y
otro con menores temperaturas de trabajo
El calor residual del proceso de generación de trabajo neto en el ciclo de
alta temperatura se aprovecha en su mayor parte en un intercambiador de
calor para producir trabajo en un ciclo termodinámico de baja temperatura
