Sabemos que la energía eléctrica es parte fundamental en el vivir diario de las personas, dándonos un cómodo nivel de vida. Es también parte importante dentro de la tecnología y comunicación.
alex2489Ensayo30 de Marzo de 2016
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CAPITULO I
LA ENERGIA ELECTRICA
Sabemos que la energía eléctrica es parte fundamental en el vivir diario de las personas, dándonos un cómodo nivel de vida. Es también parte importante dentro de la tecnología y comunicación.
Desde años atrás el desarrollo de la sociedad se basa en la utilización de la energía en varias actividades, tanto para el uso doméstico como en los diferentes procesos tecnológicos y en el campo industrial. Esta energía proviene en su gran parte del petróleo, carbón y gas natural.
Otro uso es la electricidad, que se emplea en iluminación y en el funcionamiento de equipos y en varios procesos industriales, para su generación se utilizan diversos elementos como: carbón, agua y otros combustibles.
Para ambos casos la energía es recibida desde empresas de medio y gran tamaño a través de redes de transporte de gran magnitud. Es válido también el uso de energías renovables para satisfacer necesidades de comunidades aisladas de las redes de distribución de energía convencionales.
Generación de energía eléctrica
El papel de las distintas fuentes energéticas utilizadas en las centrales eléctricas, es generar la energía necesaria para producir electricidad.
Identificamos entonces entre las diversas formas de generación de energía, la generación hidráulica y la térmica.
Generación Termoeléctrica
Tenemos también a las centrales termoeléctricas, que es la combustión en una caldera de determinados combustibles fósiles como carbón, petróleo o gas el mismo que produce una energía calorífica que vaporiza el agua el mismo que circula por una serie de ductos. Este vapor de agua es el que acciona las palas de la turbina, convirtiendo esta energía calorífica en energía mecánica, la misma que da lugar a la generación de energía eléctrica.
Generación Hidráulica
El agua desde la antigüedad ha sido considerada una fuente de energía muy valiosa, se utilizaba para mover grandes molinos de grano, es por eso que a lo largo de la historia los molinos eran construidos a orillas de los ríos, estos molinos tenían una caída de agua desde el nivel superior a un nivel inferior, generando trabajo.
Las plantas de energía eléctrica están formadas por una presa hidráulica que crea un embalse, cuando hace falta energía, el agua fluye del embalse a través de turbinas que generan electricidad. La generación de energía hidroeléctrica es renovable, es decir, no deja de funcionar mientras el agua continúe fluyendo.
Una central hidroeléctrica aquella que transforma la energía potencial del agua almacenada en un embalse, en energía capaz de mover el rotor de un generador y luego transformarse en energía eléctrica. Estas centrales se construyen en los cauces de los ríos, creando embalses que retienen el agua, para lo que se construye un muro grueso de hormigón y otros materiales. El agua del embalse se conduce a través de una tubería hacia los álabes de una turbina, la misma que está conectada al generador. La conversión de energía mecánica en eléctrica se lo hace a través de generadores formados de dos partes fundamentales, denominados estator y rotor. El estator, es una armadura metálica, que permanece en reposo, cubierta en su interior por unos hilos de cobre, que forman varios circuitos y el rotor que se encuentra en el interior del estator que gira accionado por la turbina. En su parte interior está formado por un eje y en la parte externa por unos circuitos, que se transforman en electroimanes cuando se les aplica una pequeña cantidad de corriente.
Cuando el rotor gira a gran velocidad, se produce corriente en los hilos de cobre del interior, esta corriente proporciona al generador la denominada fuerza electromotriz, capaz de reducir energía eléctrica a cualquier sistema conectado a él. Como se muestra en el gráfico.
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Transmisión de la energía eléctrica
La energía eléctrica que se genera es llevada a subestaciones donde es transformada a un nivel de potencia adecuado para transmitir, la energía se transporta mediante líneas de alta tensión con las cuales puede llevarse energía eléctrica a grandes distancias. Estas líneas son generalmente de cobre o aluminio y su elemento de soporte son las torres de alta tensión, estas estructuras varían de acuerdo a la cantidad de energía que se esté llevando, medida en Kilovoltios (Kv).
Distribución de la energía eléctrica
La energía que es transportada llega a subestaciones de distribución desde aquí será distribuido hacia el usuario final a través del conocido medidor de luz.
Estas subestaciones de distribución es un conjunto de elementos entre los que constan, transformadores, interruptores, seccionadores, etc., que tienen la función de reducir los niveles de tensión de las líneas de transmisión, hasta niveles de media tensión aptos para llegar al usuario final.
Comercialización de la energía eléctrica
La comercialización es una actividad que consiste en la compra de energía eléctrica en el mercado mayorista y su posterior venta a los usuarios finales.
Estas empresas comercializadoras compran energía a los generadores y luego la venden a los consumidores.
Estado energético actual del ecuador
Producción y consumo de energía en el ecuador
Las tres fuentes dominantes de energía en el país son: petróleo, hidroelectricidad y biomasa. Mientras que en 1970, el 44% de la matriz se basaba en el consumo tradicional de biomasa (carbón vegetal y leña, principalmente), en 2008 apenas el 6%. La energía que más ha incrementado su parte en la matriz es el petróleo, del 50% en 1970 al 81% en 2008. La hidroelectricidad también incrementó su participación, pero en mucho menor intensidad, del 1% en 1970 al 10% en 2008. La demanda total de energía en el ecuador creció en el 4,1% anual entre 1970 y 2008 Respecto al consumo de energía por sectores en el país, el transporte es el de mayor cantidad demanda con un promedio del 33% de la matriz en la década del 2000, los subsidios a derivados, y otros factores que han fomentado la expansión del parque automotor, han alimentado el creciente consumo de gasolinas y diésel para transporte, después está el residencial que en la década de los 70 fue el sector de mayor importancia de la matriz (43% en promedio) disminuyo al 20% en los años 2000 y en tercer lugar la industria con una participación del 19% de la matriz.
CAPITULO II
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Definición
La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o bien mediante una deposición de metales sobre un sustrato denominada célula solar de película fina.
Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas de la red eléctrica y para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución.
Principio De Funcionamiento
En un semiconductor expuesto a la luz, un fotón de energía arranca un electrón, creando a la vez un «hueco» en el átomo excitado. Normalmente, el electrón encuentra rápidamente otro hueco para volver a llenarlo, y la energía proporcionada por el fotón, por tanto, se disipa en forma de calor. El principio de una célula fotovoltaica es obligar a los electrones y a los huecos a avanzar hacia el lado opuesto del material en lugar de simplemente recombinarse en él: así, se producirá una diferencia de potencial y por lo tanto tensión entre las dos partes del material, como ocurre en una pila.
Para ello, se crea un campo eléctrico permanente, a través de una unión pn, entre dos capas dopadas respectivamente, p y n. En las células de silicio, que son mayoritariamente utilizadas, se encuentran por tanto:
La capa superior de la celda, que se compone de silicio dopado de tipo n. En esta capa, hay un número de electrones libres mayor que en una capa de silicio puro, de ahí el nombre del dopaje n, negativo. El material permanece eléctricamente neutro, ya que tanto los átomos de silicio como los del material dopante son neutros: pero la red cristalina tiene globalmente una mayor presencia de electrones que en una red de silicio puro.
La capa inferior de la celda, que se compone de silicio dopado de tipo p. Esta capa tiene por lo tanto una cantidad media de electrones libres menor que una capa de silicio puro. Los electrones están ligados a la red cristalina que, en consecuencia, es eléctricamente neutra pero presenta huecos, positivos (p). La conducción eléctrica está asegurada por estos portadores de carga, que se desplazan por todo el material.
En el momento de la creación de la unión pn, los electrones libres de la capa n entran instantáneamente en la capa p y se recombinan con los huecos en la región p. Existirá así durante toda la vida de la unión, una carga positiva en la región n a lo largo de la unión (porque faltan electrones) y una carga negativa en la región en p a lo largo de la unión (porque los huecos han desaparecido); el conjunto forma la «Zona de Carga de Espacio» (ZCE) y existe un campo eléctrico entre las dos, de n hacia p. Este campo eléctrico hace de la ZCE un diodo, que solo permite el flujo de corriente en una dirección: los electrones pueden moverse de la región p a la n, pero no en la dirección opuesta y por el contrario los huecos no pasan más que de n hacia p.
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