Energías Renovables

NOMBRE DEL PROYECTO

DISEÑO DE UN SUMINISTRO DE ENERGÍA ALTERNAS

CARRERA

INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

ALUMNOS

ÁVILA SÁNCHEZ RUBÉN HAZAEL

FARFÁN TÚN JOSÉ ARMANDO

SANSORES CARREÓN JONATAN

PROFESOR

M. I. IGNACIO ENRIQUE LLANEZ CABALLERO

PROGRESO YUCATÁN

NOVIEMBRE 2014

CONTENIDO

RESUMEN 1

INTRODUCCIÓN 2

JUSTIFICACIÓN 3

OBJETIVO 3

Objetivo general 3

Objetivos específicos 3

ALCANCES Y LIMITACIONES 4

Alcances 4

Limitaciones 4

FUNDAMENTO TEÓRICO 5

Auditoría Energética 5

Paneles fotovoltaicos 7

Principio de Funcionamiento 7

Tipos 9

Construcción de las Células Solares 10

Modo de instalación 12

Aerogeneradores 14

Modo de instalación 15

Esquema básico para una vivienda 17

Sistema aislado estándar, para instalaciones aisladas de minieólica 18

Sistema aislado basado en micro redes inteligentes de SMA para minieólica 19

Sistemas de conexión a red de un sistema básico para una vivienda 19

METAS 20

Metodología 21

Cronograma de actividades 24

CARACTERÍSTICAS DEL ÁREA 25

BIBLIOGRAFÍA 27

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Composición de una celda solar y absorción de los rayos del sol. (Martínez, 2007) 9

Figura 2. Células de Silicio monocristalinas. Silicio dopado B. (Martínez, 2007) 9

Figura 3. Células de Silicio policristalinos. (Martínez, 2007) 9

Figura 4. Celda Multicapas. (Martínez, 2007) 10

Figura 5. Proceso esquemático en el cual se produce una modulo. (Martínez, 2007) 10

Figura 6. Diagrama esquemático de la instalación de un sistema fotovoltaico. (Martínez, 2007) 13

Figura 7. Partes que conforman un generador eólico. (Jacobson, 2005) 15

Figura 8. Diagrama en bloques de un sistema de aerogenerador conectado a un inversor. (Jacobson, 2005) 16

Figura 9. Esquema básico para una vivienda. (enair, enair , 2013) 18

Figura 10. Sistema aislado estándar, para instalaciones aisladas de minieólica. (enair, enair , 2013) 18

Figura 11. Sistema aislado basado en micro redes inteligentes de SMA para minieólica. (enair, enair , 2013) 19

Figura 12. Esquema básico para una vivienda. (enair, archive, 2013) 20

Figura 13. Ubicación del edificio “A” 25

Figura 14. Diagrama de cada área administrativa y de planeación. 26

Figura 15. Instalaciones del Edificio “A” 26

RESUMEN

Lo primero que se realizó fue un levantamiento de consumo de carga del edificio “A” para saber cuál es el consumo de energía eléctrica por día. De acuerdo con los datos recabados se tomó la decisión de cuantos paneles solares y la capacidad del aerogenerador, para suplir la necesidad del consumo de energía del edificio.

Se tomaron los datos del sol (trayectoria, temperatura, ángulo, entre otras) para la instalación de los paneles solares. Al mismo tiempo se recabaron datos de las velocidades del viento a diferentes alturas y la trayectoria de las mismas, para así ubicar el mejor lugar para el aerogenerador. Todos estos datos se tomaron para tener una mejor admisión de energía.

Posteriormente se construyó la caseta de control para preparar e instalar todos los equipos que serían utilizados en la transformación de energía y almacenamiento de la misma. Se colocó en la parte trasera del edificio “A” junto al estacionamiento, porque cuenta con el espacio suficiente para los equipos de transformación y almacenamiento de la energía. Por eso lo hace un lugar idóneo para la ubicación de la caseta de control.

La instalación de los paneles fotovoltaicos se ubicó por encima del edificio “A” que cuenta con una gran extensión de superficie, el cual es idóneo para la implementación de dicha tecnología renovable. Además que cuenta con el mayor contacto con la luz solar, que es favorable a la hora de recolectar toda la energía necesaria, para suplir parte de la energía consumida por el edificio.

Una vez instalados los paneles solares se pasó a la implementación del aerogenerador que se ubicó entre el estacionamiento y el edificio. Colocando lo más alto posible, para que de esta forma se puedan aprovechar todas las corrientes de aire que fluyen por encima del edificio.

Con la instalación de dichas tecnologías renovables se pasó a interconectar los paneles solares y el aerogenerador a sus respectivos equipos de transformación de energía y almacenamiento. Para que, de esta manera se pueda suministrar energía eléctrica al edificio.

Todo lo realizado es con el fin de suplir la demanda necesaria de energía eléctrica que requiere el edificio “A”.

INTRODUCCIÓN

El consumo de energía es uno de los grandes medidores del progreso y bienestar de una sociedad. El concepto de crisis energética aparece cuando las fuentes de energía de las que se abastece la sociedad se agotan. Un modelo económico como el actual, cuyo funcionamiento depende de un continuo crecimiento, exige también una demanda igualmente creciente de energía. Puesto que las fuentes de energía fósil y nuclear son finitas, es inevitable que en un determinado momento la demanda no pueda ser abastecida y todo el sistema colapse, salvo que se descubran y desarrollen otros nuevos métodos para obtener energía: éstas serían las energías alternativas. (Olmedo, 2010)

En la actualidad, existen diferentes organizaciones que se encargan de planificar y diseñar equipos alternativos para la generación de energía eléctrica. Las mas comunes son la solar, eólica, mareomotriz, térmica, nuclear.

El presente documento plantea un diseño de cómo aplicar las energías alternativas, enfocándose al uso de las celdas fotovoltaicas y turbinas eólicas, las cuales forman parte de los equipos más comunes, confiables y con mayor viabilidad en la transformación de energía eléctrica.

Por otra parte, se plantea la aplicación de energías alternas en el edificio “A” del Instituto Tecnológico Superior Progreso (ITSP) para satisfacer el consumo eléctrico. Asimismo, se proveerá información de cómo implementar los trabajos de instalación y mantenimiento de los equipos de energías alternativas. Se darán a conocer las ventajas que tendrá dicho proyecto a un nivel ambiental, social y cultural.

JUSTIFICACIÓN

Se realizaran estos diseños de energías alternas (paneles solares y aerogeneradores) para satisfacer la demanda eléctrica del edificio “A” del ITSP, así mismo se buscará el diseño más eficiente.

También se les facilitará el acceso a la caseta de generación eléctrica (área utilizada para los equipos de energías alternas) a los alumnos del instituto para la realización de sus prácticas o servicio social.

OBJETIVO

Objetivo general

Diseñar un modo de instalación de energías renovables en el edifico “A” ubicado en el ITSP, con el fin de proveerle energía eléctrica completamente sustentable.

Objetivos específicos

• Realizar un levantamiento de consumo de carga eléctrica en el edificio “A” que determine la demanda de kW-h durante una semana.

• Realizar los cálculos necesarios para determinar los equipos a instalar.

• Determinar la ubicación de cada uno de los equipos a instalar.

• Instalar los equipos renovables en las ubicaciones determinadas.

• Realizar pruebas en los equipos instalados.

ALCANCES Y LIMITACIONES

Alcances

Los alcances de ésta investigación son proveer a la institución un diseño, un sistema de generación de energía eléctrica en el edificio “A” mediante la utilización de paneles solares y aerogeneradores, para reducir el consumo de energía eléctrica ante la CFE. Proveer a los alumnos un lugar donde puedan realizar sus prácticas y puedan ver físicamente el funcionamiento de las mismas.

Limitaciones

La principal limitación del proyecto es la aprobación del instituto. Para realizarlo, la segunda limitante seria, la aportación de la institución para proveer diagramas y asesoría de cómo están distribuidas las líneas eléctricas, al igual del tiempo de realización de las mediciones. La tercera limitante es el acceso a las instalaciones del edificio “A”. Otra de las limitantes es la parte económica de la institución para suministrar los materiales necesarios para realizar el proyecto.

FUNDAMENTO TEÓRICO

El aprovechamiento por el hombre de las fuentes de energía renovable, entre ellas las energías solares, eólica e hidráulica, es muy antiguo; desde muchos siglos antes de nuestra era ya se utilizaban y su empleo continuó durante toda la historia hasta la llegada de la "Revolución Industrial", en la que debido al bajo precio del petróleo, fueron abandonadas. Durante los últimos años, debido al incremento del coste de los combustibles fósiles y los problemas medioambientales derivados de su explotación, estamos asistiendo a un renacer de las energías renovables. ((SOLÉNER),

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