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potencia
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Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 3
Interconexión de redes eléctricas
Fundamentalmente para compartir recursos
Posponer inversiones
Asociación para mejorar el servicio eléctrico
Factor de integración entre estados bajo los
principios:
Competencia (reglas objetivas, transparentes y no discriminatorias)
Gradualidad (en el desarrollo y requerimeintos del mercado)
Reciprocidad (Derecho de un estado de aceptar una regla común)
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 4
Redes interconectadas
0 18 24 0 18 24 15 3
RED A RED B
S
S
S
S
S
S
S
S
S
Línea Interconexión
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 5
Redes interconectadas en Sudamerica
336
6300
295
2000
900 2000 600 70
200
100
Capacidad
máxima
(millones de
m3/día)
Ar - Cl San Sebastián (Ar) - Punta Arenas (Cl) (Bandurria) 4 Op.
Ar - Cl Pta. Dungeness (Ar) - Cabo Negro (Cl) (Dungeness) 2,8 Op.
Ar - Cl El Cóndor (Ar) - Posesión (Cl) 2 Op.
Ar - Cl Loma La Lata (Ar) - Concepción (Cl) (Gas Pacífico) 3,5 Op.
Ar - Cl La Mora (Ar) - Santiago (Cl) (Gasandes) 70 Op.
Ar - Cl Cnel. Cornejo (Ar) - Mejillones (Cl) (Gasatacama) 9 Op.
Ar - Cl Gasod. Norte (Ar) - Tocopilla(Cl) (Norandino) 9 Op.
Ar - Bo Ramos (Ar) - Bermejo (Bo) 1,5 Op.
Ar - Bo Campo Durán (Ar) - Madrejones (Bo) 7 Sin op.
Bo - Py Vuelta Grande (Bo) - Asunción (Py) - Est.
Ar - Py Cnel. Cornejo (Ar) - Ciudad del Este (Py) - Est.
Ar - Br Cnel. Cornejo (Ar) - S. Paulo / P. Alegre (Br) - Pyto.
Ar - Br Aldea Brasilera (Ar) - Uruguayana (Br) 15 Op.
Ampliación Uruguayana (Br) - Porto Alegre (Br) Est.
Bo - Br San Miguel (Bo) - Cuiabá (Br) 2,8 Op.
Bo - Br Río Grande (Bo) - S. Paulo (Br) 30 Op.
Ar - Uy Gto. Entrerriano (Ar) - Paysandú (Uy) (Del Litoral) 2,5 Op.
Ar - Uy Gto. Entrerriano (Ar) - Casa Blanca (Uy) 5 Sin op.
Ar - Uy Bs. Aires (Ar) - Montevideo (Uy) (Cruz del Sur) 6 Op.
Uy - Br Colonia (Uy) - Porto Alegre (Br) - Pyto.
Co - Ve Est. Ballena (Co) - Maracaibo (Ve) 4,2 Pyto.
Países Gasoducto Obs.
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 8
Evolución de la energía (GW-h) y potencia (MW) 1997-2009
Evolución de la demanda
En el Gráfico, se presenta la evolución mensual de la
producción de energía y potencia del SEIN en el
período 2001-2013. En el período indicado presentan
un crecimiento anual promedio de 6,9% y 5,9%,
respectivamente.
La demanda máxima en el año 2013 se registro el 11
de diciembre a las 20:15 horas y fue de 5 575,2 MW,
que representa un incremento en 5,4% respecto a la
demanda máxima (DM) del año 2012 (5 290,9 MW).
En los últimos 5 años la DM en el SEIN ha
presentado un crecimiento medio anual de 5,8%.
El 91,6 % de la DM del 2013 fue cubierta por
centrales hidroeléctricas y termoeléctricas que son
abastecidas con gas natural de Camisea.
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 10
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 12
Proyección de potencia y energía 2013-2022
Tarea: Leer informe disponible en sitio del COES
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 14
Fuentes de energía
Renovables
Agua almacenada en los reservorios naturales y construidos
El sol
El viento
La biomasa
Las mareas
Las Olas
Geotérmica
Hidrógeno
No renovables
Combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural)
Uranio utilizado en la fisión nuclear
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 16
Centrales eléctricas convencionales
Centrales Hidroeléctricas. Intercambio de energía potencial del agua, en cinética y
luego en el eléctrica por intermedio de los generadores
Las turbinas son la pelton, francis o kaplan
La elección adecuada de la turbina depende del desnivel del agua y el caudal mínimo sostenible
Normalmente se instalan lejos de los centros de carga
Las minicentrales hidroeléctricas apoyan el desarrollo de puebles aislados
VENTAJAS
Bajos costos de operación y mantenimiento
Energía limpia (¿Es limpia realmente?)
Las construcciones tienen larga vida
Las turbinas hidráulicas son muy sencillas
No contamina
Emplea un recurso renovable
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 17
Centrales eléctricas convencionales
Centrales Hidroeléctricas. DESVENTAJAS
Alto costo de instalación a la que hay que agregar la SE y LT
La disponibilidad de energía supeditada a los embalses y es estacional
Su construcción dura varios años
Gran impacto ambiental
Peligro latente por ruptura de presas
Aumenta la humedad relativa en la vecindad de las represas
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 18
Centrales hidráulicas – Ciclo hidrológico
Es el aprovechamiento de la energía solar, el calor del sol genera el CICLO HIDROLOGICO
Central hidroeléctrica
Tres Gargantas CHINA
• La más grande central
hidroeléctrico del mundo
• Controla el Río Yangtsé
• Superficie del embalse 600 km2
• Nivel normal: 175 m.
• Volumen: 39,3 billones m3.
• Capacidad instalada: 22.500 MW.
(32x700 MW + 2x50 MW)
• Costo: 50,000 millones de $US
• Desplazamiento: + 1Millón de
personas
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 22
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 23
Centrales hidráulicas
1- Embalse
2- Presa
3- Galería de conducción
4- Chimenea de equilibrio
5- Tubería reforzada
6- Central
7- Turbinas y generadores
8- Desagües
9- Líneas de transporte de
energía eléctrica
10- Embalse inferior o río
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 35
Centrales eléctricas convencionales
Centrales Termoeléctricas
Intercambio de energía calorífica en mecánica y luego en
eléctrica.
Las centrales son de turbinas de vapor, de gas o ciclo
combinado
La fuente de energía son los productos fósiles como es el
carbón, petróleo o gas natural
VENTAJAS
Facilidad de instalación
Tecnología muy desarrollada
DESVENTAJAS
Alto costo de operación y mantenimiento si utiliza petróleo o carbón
Costo de operación y mantenimiento similares a las centrales hidráulicas si utilizan gas natural.
Las centrales a carbón ocasionan graves problemas ambientales
Combustible No renovable
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 36
Carbón, petróleo y gas natural
CARBON
Roca formada por carbono mezclado con otras sustancias. Reservas mas de 200 años.
PETROLEO
Líquido oscuro y viscosos con cientos de compuestos diferentes, en su mayoría hidrocarburos.
Reservas: mas de 100 años.
Derivados: gasolinas, grasa, aceites, medicinas, etc.
GAS NATURAL
Mezcla de hidrocarburos (metano, butano y propano) que puede encontrase junto a un pozo petrolífero o en una bolsa independiente.
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 42
Centrales eléctricas no convencionales
Centrales Eólicas
Fuente primaria: El viento (Entre 1 y 2% de la energía del sol)
VENTAJAS
Fuente de energía segura y renovable
Facilidad de instalación
No emites gases del efecto invernadero
Conversión directa
Son instalaciones móviles y desmontables
Tecnología en desarrollo permanente
DESVENTAJAS
Intermitencia de los vientos
Dispersión geográfica
Impacto visual sobre el ecosistema
Ruido constante (las casas a + de 200m)
Dificultad de almacenamiento (utiliza acumuladores)
Las aves migratorias cambian de ruta o de descanso
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 45
Centrales eléctricas no convencionales
Centrales Solares
Fuente primaria es el SOL
VENTAJAS
Facilidad de instalación
Limpia y renovable
Conversión directa
Tecnología en desarrollo
DESVENTAJAS
Aprovechable a gran escala solo en algunas partes de la tierra
Requiere de grandes superficies para su captación
Impacto sobre el ecosistema
Dificultad de almacenamiento
Difuso y estacional
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 48
Centrales eléctricas no convencionales
Centrales Geotérmicas Corresponde a la energía calorífica contenida en el interior
de la tierra. Hay dos tipos: hidrotérmica y rocas calientes
Hidrotérmica es la energía interna y cinética asociada al vapor de agua que sale directamente a la superficie en zonas volcánicas.
Rocas calientes: Se inyecta agua y se usa el vapor.
VENTAJAS
Limpia
Conversión directa
Prácticamente inagotable
Costos operativos bajos
Baja contaminación
DESVENTAJAS
No aprovechable a gran escala
Tecnología en desarrollo
Peligro de contaminación aguas subterráneas
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 50
Centrales eléctricas no convencionales
Centrales Nucleares
Fuente primaria es el Uranio
VENTAJAS
Grandes reservas de uranio
Tecnología desarrollada
Gran productividad
Fuente barata
Aplicaciones médicas
DESVENTAJAS
Alto riesgo de contaminación
Residuos radioactivos peligrosos
Dificultad en desprenderse de los residuos
Alto costo de mantenimiento
Posibilidad de desarrollo con fines no pacíficos
Catástrofes históricos
Chernobyl - Ucrania
El 26.04.86 fue la catástrofe.
Potencia nominal 4GW
El reactor 4 fallo
El material radiactivo
liberado fue 500 de veces
mayor al de Hiroshima
Trece países de Europa
central y oeste afectados.
Fukushima – Japón
El 11.03.11 se produjo un
terremoto de escala 9.
Potencia nominal 4.7 GW .
En el terremoto las unidades
1, 2 y 3 estaban operando.
El sistema principal y
alterno de enfriamiento fallo
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 52
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 53
Energía no convencionales
Energía del hidrógeno
VENTAJAS
Reservas ilimitadas
Gran productividad
DESVENTAJAS
Tecnología en desarrollo
Almacenamiento costoso
Energía de la biomasa
VENTAJAS
Disponible en todo lugar
Uso de despedicios
DESVENTAJAS
Tecnología en desarrollo
Produce CO2
Pequeña escala
Ocasiona alza de precios
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 55
Ecuaciones fundamentales
FUENTE DE
VOLTAJE CARGA
CONDUCTORES
Va
─
VL
─
ZL
I
Va = IxZL + VL
Na = VaxI*
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 56
Ecuaciones fundamentales
Va
Vab
Vbc
Vca
c
b
a
Secuencia directa a-b-c
Vab = Va - Vb
Vbc = Vb - Vc
Vca = Vc - Vba
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 58
Representación de una red eléctrica
Las redes eléctricas de transporte y distribución de
energía son trifásicos
Las redes de transporte se clasifican en líneas de
transmisión y subtransmisión
Las redes de distribución se clasifican en primaria y
secundarias
La alimentación a los usuarios domésticos pueden
ser monofásicos o trifásicos.
La representación de las redes eléctricas sean
trifásicos o monofásicos es monofásico.
Los esquemas trifásicos tienen su uso
especialmente en la ingeniería de detalle.
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 59
20kV
60kV
60
kV
22
0k
V
22
0k
V
10
kV
S
10
kV
S
10kV
60kV
10kV
60kV
Red eléctrica de generación & transmisión
REDES ELECTRICAS
Representación unifilar
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 60
20
kV
60kV
20
kV
0.2
2k
V
20
kV
0.2
2k
V
10
kV
60kV
10
kV
0.2
2k
V
10
kV
0.2
2k
V
Red eléctrica de distribución
REDES ELECTRICAS
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 61
Detalle de barras
REDES ELECTRICAS
Representación unifilar
Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 62
Representación trifásica
REDES ELECTRICAS
R S
T
R S T
R S
T
Representación detalle