Este documento presenta información sobre Chlorella vulgaris, una microalga que puede usarse para generar electricidad. Describe los requerimientos nutricionales de Chlorella, su potencial para producir 42 megavatios de electricidad a escala industrial, y los sistemas para almacenar la electricidad generada en baterías y suministrarla a la red eléctrica.

1. Ingeniería en bioprocesos
Bio 6-4
Profesor: Rodrigo Ruelas Lizarraga
Integrantes:
Amador Licea Adán
Camacho Zamora Bianka Dianey
Sepúlveda García Jorge Arturo
Soto Escarrega Alfonso
Terrazas Salgado Luis

3. ¿Qué conoces de Chlorella vulgaris?
Chlorella
vulgaris
Microrganismo
fotosintético
Autótrofo
Eficientes en la
fijación de CO2
Usan energía
solar para:
biomasa

4. Requerimientos
CO2
Nitrógeno
Fósforo
Potasio
Magnesio
Otros
metales
Cofactores
para
enzimas

5. ¿Sabías qué?
Chlorella
Explosión demográfica finales de1940´s
Institución Carnegie, la Fundación Rockefeller, el National
Institutes of Health, Universidad de California, la Comisión de
Energía Atómica de EE.UU., Universidad de Stanford
Actualmente suplemento
Futuro: Producción de energía eléctrica

6. Planta Tratadora de agua.

7. Preparación y almacenamiento de
soluciones Stock
Componente Solución Stock
(g/L H20)
Cantidad usada
para 1 L de
medio Chu
Concentración
final
(g/L H20)
Ca(NO3)2 40.0 1 mL 2.44x10-4
K2HPO4 5.0 1 mL 2.87x10-5
MgSO4.7H2O 25.0 1 mL 1.01x10-4
Na2CO3 20.0 1 mL 1.89x10-4
Na2SiO3 25.0 1 mL 2.05x10-4
FeCl3 0.8 1 mL 4.93x10-6

8. Escalamiento de volumen
Componente Cantidad requerida
Para 1 L Para 40 000 L
Ca(NO3)2 40.0 g 1600 kg
K2HPO4 5.0 g 200 kg
MgSO4.7H2O 25.0 g 1000 kg
Na2CO3 20.0 g 800 kg
Na2SiO3 25.0 g 1000 kg
FeCl3 0.8 g 32 kg
De estas soluciones stock se necesita 1 mL por
cada una y 994 mL de agua para preparar un
litro de medio de cultivo.

10. Tanques de almacenaje
 Las soluciones Stock de los reactivos a
utilizar se almacena en tanques plásticos
ATERMIC
 Modelo vertical fondo cónico patas
metálicas
 Fabricados en PRFV
 Controlado automáticamente por sistemas
informáticos.
 Desarrollado por la empresa Bricher.
 Capacidad total 50 000 litros

13. Chlorella sp

14. Esquematización de la célula

15. Producción de electricidad:

16. Chlorella vulgaris
Se requieren de 1x 1012 células para generar
1.5 Volts y 2.5 Amperes hora.
El máximo peso seco de esta micro alga que se
ha reportado es de 19.82 g/ L.
3.88 x 10 14 células / m3, produciendo (1.5V *
2.5 Ah) = 3.75 Watts hora.
Volumen total= 200,978 m3,
Produce= (301,467 V * 502,445 Ah) =
1.514705 x10 11 Watts hora.
1.514705 x10 11 Watts hora / 3600 s =
42,075,163 W o 42 MW .

17. Carga de acumuladores de reserva y
capacidad de suministro de
electricidad.
 Se cuenta con un edificio que contiene acumuladores de
reserva debido a que las micro algas solo producen
electricidad cuando están realizando fotosíntesis, por lo
tanto se debe tomar en cuenta que se cuenta
únicamente con 12 horas útiles de producción eléctrica
por día teóricamente, la central eléctrica debe seguir
suministrando electricidad durante la noche

18. Carga de acumuladores de reserva y
capacidad de suministro de electricidad.
Los acumuladores:
o Construcción en gel
o (H2SO4 + humo de sílice)
o Modelo UNIGY II DEKA
o Capacidad de almacenamiento eléctrico unitario
de 1581.1 Ah
o Total de 320 torres
o Total de capacidad de 505,952 Ah.

19. Tiempo de carga completa (sin pérdida de eficiencia) =
((Ac / CRC) * 10)/10
En donde
Ac= Capacidad de carga
CRC= índice de carga actual (obtenida de la capacidad de carga
de los reguladores).
 Se destina el 50% de la generación eléctrica para la carga de
los acumuladores, por lo tanto 139.568 A /2 = 69.784 A
 Tiempo de carga completa =
((505,952 Ah/ 69.784 A) * 10) /10 =
 8700.309 horas.

20.  Duración de carga de los acumuladores= Capacidad de
acumuladores (Ah) / Corriente de consumo.
 Por lo tanto se tiene que: 505,952 Ah / 69.784 A = 4742.17
horas.
 Se debe tomar en cuenta que se requiere de mayor
amperaje y tiempo para cargar los acumuladores que el
tiempo en el que se descargan debido a esto se produce un
descenso en la corriente durante la noche del 45%.
 Tiempo de duración de carga / Tiempo de carga = 4742.17
h / 8700.309 h = 0.5450 * 100 = 54.50 % ~ 55%.
 Por lo tanto para no agotar los acumuladores debido al
déficit que presenta la eficiencia de carga se realizó de
nuevo el cálculo para reducir el suministro durante
(tomando en cuenta que no hay una eficiencia del 100%).

21.  Para la duración de los acumuladores se toma para la ecuación
el número de Puekert, el cual expresa que la capacidad de una
batería acida disminuye conforme la relación en la que se
descarga la misma.
 = 1.1 para este caso teórico.
 De esta manera se tiene la nueva duración de los
acumuladores:
 Duración de acumuladores = 505,952 Ah / 39.784 A 1.1 =
8798.93 horas
 Se reduce el amperaje en un 42.29%:
 39.78 A / 69.784 A = 0.5700 *100 = 57%

22.  Por lo tanto se tiene un suministro nocturno de:
 88.69 A * 3600 s = 143,208 Ah
 301,647 V * 143,208 Ah = 4.3198 x 10 10 W h
 4.3198 x 10 10 W h / 3600 s = 11, 999, 44.44 W = ~12
MW.

23. Inversor
Se cuenta con inversores DC/AC de la
marca Bonfiglioli modelo RPS TL, esto es
para:
Convertir la corriente DC hacia AC, el
cual es destinado para consumo en
hogares, comercio e industria.
Operan a un 98.6% de eficiencia
según lo indicado por el fabricante.

24. Regulador
o Se utilizan reguladores de la marca
AMCR modelo Series 5500 los cuales:
o Evitan sobrecargas a la batería que
puedan producirle daños, a impedir la
descarga de los acumuladores en
periodos de luz solar suficiente.
o Impiden la descarga de la batería en
periodos de luz solar suficiente.

25.  La central eléctrica cuenta con
un consumo interno de 1.44
KW/h, esto representa el
0.00000953% de la producción
eléctrica diurna.
 14,441.33 W h = 4.01148 W s.
 4.01148 W s / 42, 075,163 W =
9.53 x 10-8 * 100 =
0.0000000953%
 Debido al consumo interno tan
bajo no representa un gasto
importante.

27. Recuperación de los iones de oro
mediante carbón activado

28. Sistema similar a la purificación de agua

29. Nivel industrial
La solución rica
en oro es
filtrada y
limpiada. Luego
se elimina el
oxigeno y se
añade polvo de
zinc para
precipitar el
metal y hacerlo
sólido.

30. La solución rica
en oro es
filtrada y
limpiada. Luego
se elimina el
oxigeno y se
añade polvo de
zinc para
precipitar el
metal y hacerlo
sólido.
La solución pobre sin
oro pasa a un proceso
de recuperación de
sales, aceites y otros
compuestos de interés.

31. Filtro y secador

35. Empaquetado
Alimentoparaganado
Comercializado como alimento para
ganado ofreciendo el siguiente
contenido nutricional:
o 45% de proteína
o 20% grasa
o 20% carbohidratos
o 5% fibra
o 10% minerales y vitaminas

36. Gracias!