Fundamentos para instalaciones electricasDepartamento de Ingeniera de la Edificacion y Produccion

Industrial

Jordi Renau

Universidad CEU Cardenal Herrera

Fundamentos basicos

Por que usamos la energa electrica?

La energa electrica es una energa muy pura, nos permiteobtener de ella muchas otras formas de energa: luz, calor,movimiento. Todo con un rendimiento muy elevado, por eso es tanimportante para nuestra vida cotidiana.

Como la usamos?

La corriente electrica es una sucesion de electrones en movimiento.Este movimiento es dentro de un conductor (generalmentemetalico).Ese movimiento de electrones es lo que nos produce el trabajodentro de los distintos aparatos electricos que la utilizan.

Formas de energa electrica

Corriente continua (DC) Corriente alterna (AC)

Formas de energa electrica

Por que usamos la corriente alterna?

I La energa alterna es mucho mas sencilla de transformar(cambiar el voltaje) y por tanto de uso (antes de desarrollar laelectronica de potencia).

I Permite que diferentes consumidores se conecten a lo largo dela linea.

I Para grandes distancias, la energa DC es mucho mas eficiente(fenomenos inductivos).

Formas de energa electrica

Pero tambien usamos la corriente continua...Todos los aparatos electronicos funcionan con corriente continua(s, aunque esten conectados a los enchufes de AC).Las bateras del coche o el movil almacenan energa en corrientecontinua (la unica forma util de almacenar energa electrica).

Elementos basicos

Circuito electricoConjunto de elementos conectados en una disposicion tal quecierran un sistema por el que pueden moverse libremente las cargaselectricas.

Generador Es el que produce las cargas electricas que despuesvan a desplazarse (diferencia de potencial).

Receptor Es el elemento que recibe las cargas electricas y lastransforma en trabajo util (luz, calor, movimiento...).

Lneas Son los conductores que conectan los distintoselementos del circuito.

Magnitudes fsicas

Fuerza electromotriz Es la fuerza que impulsa los electrones

Voltaje es la diferencia de potencial entre dos partes, permiteestablecer las corrientes electricas

Intensidad es el caudal electrico (electrones por segundo) yjunto con el voltaje es una de las magnitudes quecaracterizan la instalacion.

Resistencia es la magnitud que mide la oposicion al paso de lacorriente, a mayor resistencia mayor oposicion al pasode la corriente.

Potencia es la energa consumida por unidad de tiempo:P = V I

Generacion de energa electrica

Generacion de energa electrica

La energa electrica es una energa secundaria, es decir, se obtienecomo producto de otras formas de energa

I Ciclos termodinamicosI Centrales termoelectricasI Centrales de ciclo combinadoI Solar termicaI Central geotermicaI Motor Stirling

I Energas alternativasI Turbinas eolicasI MareomotrzI Solar fotovoltaicaI Hidroelectrica

Ciclo termodinamico

Central de carbon convencional

Central de ciclo combinado (CC)

Central de gasificacion de carbon y CC

Nuclear

Incineradora

Hidroelectrica

Hidroelectrica de bombeo

Hidroelectrica de bombeo

Una forma de almacenar energa

El sistema electrico espanol utiliza el bombeo de agua como unaforma de almacenamiento de energa electrica, es decir, las turbinashidraulicas son capaces de funcionar como un motor y elevar aguade vuelta a la presa para as soltarla y producir energa electricacuando el sistema electrico necesita de un aporte adicional.

Biomasa

Solar Fotovoltaica

Solar Fotovoltaica

Generacion de DCLos modulos solaresproducen energa electricaen corriente continua .Necesitaran equiposelectronicos que latransformen a energaalterna para poderutilizarla con nuestroselectrodomesticos.

Solar Fotovoltaica

Instalacion aislada

Instalacion conectada a red

Solar Termica

Solar Termica

Diferentes tipos

I Torre central

I Captadores cilndrico- parabolicos

I Captadores disco-parabolicos

Solar Termica de torre central

Solar Termica de torre central

Solar Termica de torre central

Solar Termica de torre central

Solar Termica de concentrador cilindro-parabolico

Solar Termica de concentrador cilindro-parabolico

Disco parabolico con motor Stirling

Disco parabolico con motor Stirling

Gestion de la energa

Gestion de la energa electrica

Uno de los grandes inconvenientes...

La energa electrica no puede almacenarse en grandes cantidades,por lo que tiene que ser consumida y generada al mismo tiempo.

https://demanda.ree.es/demanda.html

https://demanda.ree.es/generacion_acumulada.html

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Demanda electrica el 9 de Septiembre de 2012

Generacion electrica el 9 de Septiembre de 2012

Demanda electrica el 1 de Noviembre de 2012

Generacion electrica el 1 de Noviembre de 2012

Detalle del 1 de Noviembre de 2012

Huelga general - 14 de Noviembre de 2012

El transporte de energaelectrica

Redes de transporte de energa

Redes de transporte de energa

Redes de transporte de energa

Redes de transporte de energa

La problematica creciente

I El desplazamiento de la energa tiene a su vez unos costesenergeticos que se cobran de la misma energa que setransmite

I Cuanto mayores son las distancias, mayores son las perdidas

Las posibles soluciones

I Generacion distribuida (Balance Neto)

I Lnea HVDC (High Voltage Direct Current)

Consumo de energa electrica

El consumo de energa

Monofasica Trifasica

El consumo de energa

Monofasica (230 V)

I Se necesitan dos cables paratransmitir la energa (fase yneutro).

I La potencia se limita a 63amperios (14.490 W).

I Viene de una red trifasica entodos los casos.

Trifasica (400 V)

I Necesita como mnimo trescables para transmitir laenerga (tres fases).

I La potencia viene limitadapor el conductor quesuministra.

I Trabaja a mayor tension porlo que la corriente es menor.

I Los generadores(alternadores) producenenerga trifasica.

El consumo de energa

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