GENERACION Y DISTRIBUCION JUAN PABLO AVELLA 8-2
ENERGIA ELECTRICA GENERACION:
En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía ( química, cinética, térmica o lumínica, entre otras), en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico. La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante ungenerador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan. Explicado de otro modo, difiere en qué fuente de energía primaria utiliza para convertir la energía contenida en ella, en energía eléctrica.
DISTRIBUCION La Red de Distribución de la Energía Eléctrica o Sistema de Distribución de Energía Eléctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico cuya función es el suministro de energía desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales (medidor del cliente). Se lleva a cabo por los Operadores del Sistema de Distribución (Distribución Sistema Operador o DSO en inglés). Los elementos que conforman la red o sistema de distribución son los siguientes: •
Subestación de Distribución: conjunto de elementos (transformadores, interruptores, seccionadores, etc.) cuya función es reducir los niveles de alta tensión de las líneas de transmisión (o subtransmisión) hasta niveles de media tensión para su ramificación en múltiples salidas.
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Circuito Primario.
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Circuito Secundario.
ENERGIA EOLICA GENERACION :
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión. Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2 % de la energía proveniente del sol se convierte en viento. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales. Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.
DISTRIBUCION:
Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima que depende del aerogenerador que se vaya a utilizar pero que suele empezar entre los 3 m/s (10 km/h) y los 4 m/s (14,4 km/h), velocidad llamada "cut-in speed", y que no supere los 25 m/s (90 km/h), velocidad llamada "cut-out speed". La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador. En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente unalternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos. Un molino es una máquina que transforma el viento en energía aprovechable, que proviene de la acción de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje común. El eje giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano, bombear agua o generar electricidad. Cuando el eje se conecta a una carga, como una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir electricidad se le denomina generador de turbina de viento. Los molinos tienen un origen remoto.
ENERGIA SOLAR GENERACION:
La Tierra recibe 174 petavatios de radiación solar entrante (insolación) desde la capa más alta de la atmósfera.7 Aproximadamente el 30 % regresa al espacio, mientras que las nubes, los océanos y las masas terrestres absorben la restante. El espectro electromagnético de la luz solar en la superficie terrestre lo ocupa principalmente la luz visible y los rangos de infrarrojos con una pequeña parte de radiación ultravioleta. 8 La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. En condiciones de radiación aceptables, la potencia equivale aproximadamente a 1000 W/m² en la superficie terrestre. Esta potencia se denomina irradiancia. Nótese que en términos globales prácticamente toda la radiación recibida es reemitida al espacio (de lo contrario se produciría un calentamiento abrupto). Sin embargo, existe una diferencia notable entre la radiación recibida y la emitida. La radiación es aprovechable en sus componentes directos y difusos, o en la suma de ambos. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La bóveda celeste diurna emite la radiación difusa debido a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones. La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1366 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el periheliode 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²).
DISTRIBUCION: Variables que afectan la Distribución desigual de la Energía Solar El sol es un gigantesco rector termonuclear de 1.392.000 kilómetros (en volumen), 1.300.000 veces mayor que la Tierra y distante denuestro planeta 149,6 millones de kilómetros, formado básicamente por hidrógeno y helio, indispensable para la vida en este mundo y el origen de casi todas las formas de energía existente en laTierra. El sol irradia su luz y calor en todas las direcciones; la Tierra capta solamente cinco diezmilmillonésimas de la luz que emite el sol. Esta cantidad es suficiente para sostener a los seres vivos,darnos las estaciones y calentar la Tierra. En nuestro planeta la distribución de la radiación solar ocurre en forma diferenciada debido a la forma de la Tierra, la inclinación del eje terrestre yel movimiento de rotación y de traslación. La inclinación del eje terrestre combinada con el movimiento de traslación trae como consecuencia que las radiaciones solares se distribuyen en formairregular. Habrá partes oscuras y partes iluminadas y en sus diferentes latitudes, el calor recibido será diferente. La forma de la Tierra determina el ángulo de incidencia de los rayos solares sobre lasuperficie del planeta, así como la cantidad de insolación por unidad de superficie que recibe, lo que trae como consecuencia la formación de diferentes zonas geoastronómicas en la Tierra: zona tropical,zona templada y zona polar.
ENERGIA HIDRAULICA GENERACION:
Dichas características hacen que sea significativa en regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias, desniveles geológicos y orografía favorable para la construcción de represas. La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y cinética de las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual trasmite la energía a un alternador el cual la convierte en energía eléctrica. Otro sistema que se emplea es conducir el agua de un arroyo con gran desnivel, por una tubería cerrada, en cuya base hay una turbina. El agua se recoge en una presa pequeña y la diferencia de altura proporciona la energía potencial necesaria. Otro más consiste en hacer en el río una presa pequeña y desviar parte del caudal por un canal con menor pendiente que el río, de modo que unos kilómetros más adelante habrá ganado una cierta diferencia de nivel con el cauce y se hace caer el agua a él por una tubería, con una turbina.
DISTRIBUCION:
Esto ha hecho que se vayan recuperando infraestructuras abandonadas dotándolas de nuevos equipos automatizados y turbinas de alto rendimiento. En consecuencia, el impacto ambiental no es más del que ya existía o por lo menos inferior al de una gran central. Las centrales hidroeléctricas pueden ser:
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Centrales de aguas fluyentes: Aquellas instalaciones que mediante una obra de toma, captan una parte del caudal del río y lo conducen hacia la central para su aprovechamiento, para después devolverlo al cauce del río.
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Centrales de pie de presa: Son los aprovechamientos hidroeléctricos que tienen la opción de almacenar las aportaciones de un río mediante un embalse. En estas centrales se regulan los caudales de salida para utilizarlos cuando se precisen
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Centrales de canal de riego o abastecimiento
La distribución espacial de las plantas hidroeléctricas está relacionada con los costos de la producción de la energía y de la transmisión de ella hacia un mercado. Los costos de producción son la función de dos factores ambientales: la topografía y la hidrología. La generación hidroeléctrica está basada en el principio de que el agua bajo presión, una “cabeza”, impulsará una rueda movida por agua o turbina, transformando la energía hidráulica en energia mecánica. La turbina está acoplada directamente a un generador, que a su vez convierte la energía mecánica a energía eléctrica para su transmisión y distribución.Una región con una precipitación pluvial alta y con una topografía montañosa tiene una ventaja ambiental para la producción hidroeléctrica. Sin embargo, un sitio con características naturales superiores puede ser de muy poco valor económico si se encuentra muy alejado del mercado. El equilibrio entre el costo de la producción y el costo de la transportación se aplica aquí como en otras formas de la actividad económica.
En muchos países la generación de energía hidroeléctrica se combina con otros beneficios en proyectos fluviales de propósito múltiple y a una gran escala.
ENERGIA CALORIFICA GENERACION:
La energía calorífica (o calórica) es que puede transmitirse de un cuerpo a otro por radiación, conducción o convección.
La energía calorífica por radiación se transmite a través de ondas electromagnéticas. Es el modo con el que nos llega la energía calorífica proveniente del Sol.
La transmisión de la energía calorífica por conducción se experimenta cuando un cuerpo caliente está en contacto físico con otro cuerpo más frío. La energía se transmite siempre del cuerpo caliente al cuerpo frío. Si ambos cuerpos están a la misma temperatura no hay transferencia energética. Cuando tocamos un trozo de hielo con la mano parte de la energía calorífica de nuestra mano se transfiere al hielo, por eso tenemos sensación de frío.
La transmisión de la energía calorífica por convección se produce cuando se trasladan las moléculas calientes de un lado a otro. Seria el caso del viento. La energía se mide en Julios (J) según el sistema internacional, aunque cuando se trata de energía calorífica también se suelen utilizar las calorías (cal) que corresponde a la cantidad de energía que se necesita para elevar un grado centígrado un gramo de agua. Una caloría equivale a 4.18 julios.