La electricidad es una forma de energía muy utilizada en todos los ámbitos de la sociedad

1. INTRODUCCIÓN

La electricidad es una forma de energía muy utilizada en todos los ámbitos de la sociedad. Alrededor del siglo XVIII y XIX que los científicos  Alessandro Volta, Charles-Augustin de Coulomb, André-Marie Ampere, Benjamin Franklin y muchos otros investigadores fueron los impulsores que  contribuyeron al descubrimiento de la  energía eléctrica.

La energía eléctrica se genera a través de la transformación de alguna clase  de energía como la química, cinética, térmica o lumínica, nuclear, solar entre otras. Si analizamos la energía eléctrica en base a la energía térmica es necesario hablar de las  centrales termoeléctricas que son instalaciones que se basan en la energía liberada en forma de calor utilizando combustibles como el petróleo gas o carbón; este calor liberado se utiliza por un ciclo termodinámico para mover una turbina y producir energía eléctrica. Un ejemplo de una de centrales termoeléctricas en el Perú que utilizan el carbón como fuente de combustible para generar dicha energía  es ENERSUR, localizada en Ilo.

Expuesto lo anterior se estudiarán diferentes conceptos  de la termodinámica que nos permitirá la comprensión del   funcionamiento de las centrales termoeléctricas en la que se analizará diferentes enunciados como la primera ley de la termodinámica y la relación con el ciclo de Rankine; en conclusión el proyecto a desarrollar  se demostrara la obtención de la energía eléctrica a partir de la energía térmica.

II. RESUMEN

El generador de energía eléctrica se realizó basado en la primera ley de la termodinámica y el ciclo de Rankine para explicar la obtención de la energía eléctrica.

El experimento se basa en la construcción de una simulación de caldera adiabática junto a un alternador de energía, dando un prototipo sobre lo que es una central termo-eléctrica. La realización del proyecto tiene como un objetivo generar el reciclaje debido a que se utilizó materiales reciclados lo cual hizo que el experimento no sea difícil de construir. El objetivo del experimento es el conseguir energía eléctrica, una de las energías más utilizadas en nuestra sociedad debido a que, casi todo el mundo funciona a base de esta energía.

En la construcción del proyecto se usó lo que es una lata de pintura vacía, latas de leche, un extintor usado, llaves abrazaderas, etc. Mediante una adecuada metodología de construcción se llegan a unir todos los elementos y conseguir así la simulación de caldera y la turbina de esta manera poder conseguir el objetivo que se trazó lo cual era conseguir energía eléctrica. Se debe considerar que una de las desventajas de que este proyecto funcione a una escala enorme es que pueda llegar a contaminar el medio ambiente pues el carbón vegetal al ser fuente de energía calorífica, al ser quemado se desintegra lo cual hace que llegue a lo que es el medio ambiente como un factor que favorece la contaminación del aire y afecte lo que es la capa de ozono y aumente el efecto invernadero. Sin embargo dirigiéndonos al objeto de estudio de este proyecto, la principal ventaja al ser realizado a gran escala es la efectividad con que este sistema logra conseguir energía eléctrica seguidamente que la cantidad que se produce mediante esta metodología es enorme, tanto así que puede llegar a abastecer a ciudades enteras. Es por eso que en el Perú se tiene una central Termo-electrica ubicada en el Sur llamada “ENGIE” que se pone en funcionamiento cuando la cantidad de energía no se abastece y gracias a esta central se llega abastecer todo el consumo excesivo que se produce en el centro y sur del país, la energía que produce la empresa ENGIE es de 1.952 MW, que es aproximadamente 7,172.2 GW/h.

III. MARCO TEÓRICO

Dado que el objetivo central de nuestro proyecto es generar electricidad a partir de energía térmica  será necesario plantear algunos parámetros que sirvan de ejes conceptuales sobre los que se  apoyara el proyecto realizado.

En la rama de la Termodinámica encontramos una consecuencia de la ley de conservación de la energía,; la cual la conocemos como:

La primera ley de la termodinámica:

La primera ley de la termodinámica establece que  la energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo recibido por el mismo, y viceversa.

Es decir Q = W, en que Q es el calor suministrado por el sistema al medio ambiente y W el trabajo realizado por el medio ambiente al sistema durante el ciclo.

Donde:

q = energía transferida en forma de calor

                w = energía transferida en forma de trabajo

Trabajo:

El trabajo es la cantidad de energía transferida de un sistema a otro mediante una fuerza cuando se produce un desplazamiento. Vamos a particularizar la expresión general del trabajo para un sistema termodinámico concreto: un gas encerrado en un recipiente por un pistón, que puede moverse sin rozamiento.

La relación que guarda esta ley con el proyecto es: Al ser sometido el caldero al calor, se genera vapor  sobrecalentado, el cual es expulsado a una  presión dada obteniendo un trabajo que permite el movimiento de la turbina que generará energía eléctrica.

La Energía Térmica:

La Energía térmica se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura.

La transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina calor.

La energía térmica está íntimamente ligado a el calor y la temperatura. El calor es la medida de la energía térmica, o sea, mientras más es el calor que puede emanar un cuerpo significa que tiene una mayor capacidad de energía térmica.

La energía térmica puede ser adquirida a través de diferentes medios como:

• la naturaleza y el sol,
• las reacciones exotérmicas a través de la combustión de algún combustible,
• la reacción nuclear que puede originarse por la fisión (cuando la misma se origina en el núcleo atómico) o por la fusión (cuando varios núcleos atómicos presentan una carga similar, se unen para dar lugar a un núcleo más pesado con la liberación de una gran cantidad de energía);
• el efecto joule es cuando un conductor circula corriente eléctrica y la energía cinética de los electrones se transforma como resultado de los choques que experimentan las cargas eléctricas del cuerpo y,
• el rozamiento como consecuencia de diferentes procesos químicos o mecánicos.

Energía calórica o calorífica

A pesar de ser usada como sinónimo de energía térmica no es exactamente la misma cosa. La energía calórica se refiere exclusivamente a la emanación de calor en sus fenómenos caloríficos por lo tanto se hace la distinción entre energía térmica y simplemente calor.

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