Hidroeléctrica

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ – AREQUIPA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

PRESENTACION DE TRABAJO FINAL

CURSO:

ENERGÍAS RENOVABLES

TEMA:

MINI CENTRAL HIDROELÉCTRICA

Presentado por:

Ropa Carpio, Juan Carlos

Manrrique Sarmiento, Carlos Alberto

Uscamayta Montalvo, Luís

Taco Quispe, Rocio del Pilar

Arequipa – Perú

2014

INTRODUCCIÓN

Las tecnologías de energía renovable a pequeña escala presentan una alternativa económica y ambiental factible para la provisión de energía a comunidades rurales remotas y para la expansión de la capacidad eléctrica instalada, ya sea por medio de sistemas aislados o por proyectos conectados a la red eléctrica.

Adicionalmente, estas tecnologías pueden disminuir la contaminación del medio ambiente causada por las emisiones de gases de los sistemas convencionales, que utilizan combustibles fósiles como el carbón y productos derivados del petróleo. Estos gases contribuyen al efecto invernadero y al calentamiento global de nuestro planeta.

Sin embargo, existen barreras que dificultan un mayor desarrollo de este tipo de energía: la falta de conocimiento de las tecnologías y las capacidades institucional y técnica aún incipientes.

Con el fin de remover la barrera de información existente, se ha elaborado una serie de manuales técnicos con los aspectos básicos de cada una de las tecnologías, como:

• Energía de biomasa.

• Energía eólica.

• Energía solar fotovoltaica.

• Energía solar térmica.

• Energía hidráulica a pequeña escala.

CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO TEÓRICO

1.1 Descripción del Problema

En vista que no se ha realizado proyectos de investigación con respecto al uso de energía hidráulica para generar energía eléctrica en la Universidad Tecnológica del Perú – Arequipa para la iluminación de la grupa ubicada en el ingreso de la Universidad, utilizando para ello el flujo de agua con el que se riega las zonas verdes ubicadas a su alrededor.

1.2 Justificación del Problema

Saber si esta propuesta es viable para la institución y poder contrarrestar de esta manera los resultados y beneficios, contribuyendo así al buen uso de nuestras energías renovables como ejemplo para futuros proyectos.

1.3 Interrogantes

1.3.1 Interrogantes General

¿Qué son las energías renovables?

1.3.2 Interrogantes Específicas

¿Qué beneficios traera este proyecto a la Universidad Tecnológica del Perú?

1.4 Objetivos

1.4.1 Objetivo General

Utilizar el flujo de agua que se utiliza para regar los jardines de la universidad para poder iluminar la gruta de la Universidad.

1.4.2 Objetivos Específicos

• Evaluar las condiciones necesarias para la implementación de una mini central hidroeléctrica.

• Construir una mini central hidroeléctrica que permita iluminar la grupa del ingreso de la Universidad Tecnológica del Perú – Facultad de Ing. Industrial

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

2.2.- Bases teóricas

2.2.1 ¿Qué es la energía hidráulica?

La generación de energía a partir de una corriente de agua es la fuente de energía renovable más usada en el mundo para generar electricidad. La mayoría es producida con centrales de gran escala que utilizan presas y embalses grandes los cuales pueden almacenar una gran cantidad de agua para regular la generación. Estas centrales tienen la capacidad de generar cantidades considerables de electricidad en forma constante durante ciertos períodos pero también causan impactos ambientales y sociales como: la obstrucción de la corriente de ríos, la inundación de áreas considerables y la reubicación de comunidades. Los sistemas a pequeña escala, que pueden variar de unos cuantos vatios hasta 5 MW, no causan estos problemas y pueden contribuir a brindar el servicio de electricidad a zonas no-electrificadas y fortalecer la red interconectada. Estos proyectos generalmente son “a filo de agua”, o sea, que desvían temporalmente una parte del caudal de una corriente para la producción de energía hidroeléctrica.

2.2.2 Energía hidráulica e hidroeléctrica

La energía hidráulica se refiere al aprovechamiento de la energía potencial1 que tiene el agua (por diferencia de altura) que se obtiene buscando una caída de agua desde cierta altura a un nivel inferior, la que luego se transforma en energía mecánica (rotación de un eje), con el uso de una rueda hidráulica o turbina. Esta energía se puede utilizar directamente para mover un pequeño aserradero, un molino o maquinaria de un beneficio de café. También es posible conectar la turbina a un generador eléctrico y de esta manera transformar la energía mecánica en energía eléctrica, con la ventaja de trasladar con mayor facilidad la energía a los puntos de consumo y aplicarla a una gran variedad de equipos y usos productivos.

Por lo tanto, la cantidad de potencia y energía disponible en el agua de un río o una quebrada, está en relación directa a la altura o caída disponible, así como de la cantidad de agua que se trasiega (caudal). Como estrategia inicial para escoger un posible aprovechamiento hidráulico se debe buscar la mayor caída o altura disponible y de esta manera usar la cantidad mínima de agua que se requiera para satisfacer las necesidades de energía y potencia.

Origen

La utilización de la energía hidráulica data de la época de los griegos, quienes empleaban la rueda hidráulica para bombear agua. Tanto la rueda hidráulica vertical como la horizontal se usaron en la Edad Media y el Renacimiento en la agricultura, minas, industria textil, industria forestal y en el transporte. Al inicio del siglo XIX se instaló la primera turbina hidráulica. La energía hidráulica tuvo mucha importancia durante la Revolución Industrial; impulsó las industrias textiles y del cuero y los talleres de construcción de máquinas a principios del siglo XIX. Aunque las máquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible, por lo que la energía hidráulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y América.

Desarrollo de la energía hidroeléctrica

El aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir electricidad constituye, en esencia, la energía hidroeléctrica y es por tanto, un recurso renovable y autóctono. El conjunto de instalaciones e infraestructura para aprovechar este potencial se denomina central hidroeléctrica. En el año de 1881 se construyó en Inglaterra, la primera planta hidroeléctrica. La producción de energía hidroeléctrica a gran escala empezó en 1895, cuando se construyó una represa de 3,75 MW (megawatts o megavatios) en las cataratas del Niágara, Estados Unidos.

2.3 Tipos de centrales hidroeléctricas

Se pueden distinguir principalmente dos tipos de centrales hidroeléctricas: las que utilizan el agua según discurre normalmente por el cauce de un río y aquellas a las que ésta llega, convenientemente regulada, desde un lago o embalse.

Centrales de agua embalsada o 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 sea necesario. La utilización de presas tiene varios inconvenientes. Muchas veces se inundan terrenos fértiles y en ocasiones poblaciones que es preciso evacuar. La fauna acuática puede ser alterada si no se toman medidas que la protejan. Esta disposición es más característica de centrales medianas o grandes en donde el caudal aprovechado por las turbinas es proporcionalmente muy grande al caudal promedio anual disponible en el río. Todos los países dependen en gran parte de este tipo de centrales para la provisión de electricidad a sus poblaciones.

Centrales a filo de agua: son aquellas instalaciones que mediante una obra de toma, captan una parte del caudal del río y lo conducen hacia la central para su aprovechamiento y después lo devuelven al cauce del río. Esta disposición es característica de las centrales medianas y pequeñas, en las que se utiliza una parte del caudal disponible en el río. Este tipo de centrales tiene un impacto mínimo al medio ambiente, porque al no bloquear el cauce del río, no inunda terrenos adyacentes.

2.2.2 Ciclo hidrológico

La energía hidráulica tiene su origen en el ciclo hidrológico, a saber: los rayos solares calientan los océanos y provocan que el agua se evapore y suba a la atmósfera para condensarse en las nubes y precipitar en forma de lluvia o nieve. Una parte cae en el mar y el resto en tierra firme. Esta última es la que se aprovecha. El agua que cae en la tierra forma corrientes de agua que, debido a las condiciones topográficas de los terrenos se van escurriendo en forma subterránea o por la superficie. Lo empinado de los montes y lo lejos que estén del mar condicionan las características de los cauces de los ríos y quebradas que por diferencias de alturas, se trasladan hacia el mar. Luego las aguas son nuevamente evaporadas iniciándose otra vez el ciclo hidrológico.

Para aprovechar la energía hidráulica se requiere que los ríos transporten los volúmenes de agua necesarios

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