ACTIVIDAD UNIDAD 1 Conceptos básicos de electricidad

ACTIVIDAD UNIDAD 1

Conceptos básicos de electricidad

Nombre de la actividad: Proyecto energías alternativas.

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Objetivo

Identificar diferentes fuentes de energía alternativa y las condiciones para su implementación en instalaciones domiciliarias.

1. Situación

El propietario de una finca aislada tiene un servicio de energía eléctrica ineficiente, por lo tanto necesita que usted le ayude a identificar las fuentes de energía eléctrica que no provengan de la empresa prestadora de servicios, él requiere saber qué sistemas puede utilizar para aumentar su sostenibilidad.

Por esta razón, usted deberá prepararle un informe al dueño de la finca para mostrarle las diferentes opciones, teniendo en cuenta los siguientes sistemas de generación con energías renovables:

1. Generación solar.
2. Generación Eólica.
3. Generación con biogás.

Para realizar el informe solicitado hay unas exigencias, que son las siguientes:

• Debe colocar las imágenes de lo que compone cada uno de los 3 sistemas anteriores.
• Debe explicar qué elementos componen cada sistema (por ejemplo, en el caso 2 de generación eólica: las turbinas generadoras, los reguladores, baterías, inversores, etc...).
• Debe explicar cómo es el funcionamiento de cada sistema.
• Debe consultar cual es la capacidad aproximada de generación de cada sistema.
• Debe consultar cuanto es en promedio el valor de implementar cada sistema en la finca.

En el siguiente espacio usted debe redactar el informe (máximo de 5 páginas, mínimo de 2 páginas):

 ENERGÍA SOLAR

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La Energía solar es la que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) procedente del Sol, donde ha sido generada por un proceso de fusión nuclear. El aprovechamiento de la energía solar se puede realizar de dos formas: por conversión térmica de alta temperatura (sistema foto térmico) y por conversión fotovoltaica (sistema fotovoltaico).

La conversión térmica de alta temperatura consiste en transformar la energía solar en energía térmica almacenada en un fluido. Para calentar el líquido se emplean unos dispositivos llamados colectores.

La conversión fotovoltaica consiste en la transformación directa de la energía luminosa en energía eléctrica. Se utilizan para ello unas placas solares formadas por células fotovoltaicas (de silicio o de germanio).

Ventajas: Es una energía no contaminante y proporciona energía barata en países no industrializados.

Inconvenientes: Es una fuente energética intermitente, ya que depende del clima y del número de horas de Sol al año. Además, su rendimiento energético es bastante bajo.

ENERGIAEOLICA[pic 4]

La microgeneración de energía eólica consiste en pequeños sistemas de generación de hasta 50 kW de potencia. En comunidades remotas y aisladas, que tradicionalmente han utilizado generadores diésel, su uso supone una buena alternativa. También es empleada cada vez con más frecuencia por hogares que instalan estos sistemas para reducir o eliminar su dependencia de la red eléctrica por razones económicas, así como para reducir su impacto medioambiental y su huella de carbono. Este tipo de pequeñas turbinas se han venido usando desde hace varias décadas en áreas remotas junto a sistemas de almacenamiento mediante baterías.57

Las pequeñas turbinas aerogeneradoras conectadas a la red eléctrica pueden utilizar también lo que se conoce como almacenamiento en la propia red, reemplazando la energía comprada de la red por energía producida localmente, cuando esto es posible. La energía sobrante producida por los microgeneradores domésticos puede, en algunos países, ser vertida a la red para su venta a la compañía eléctrica, generando de esta manera un pequeño beneficio al propietario de la instalación que amortice la instalación.

ENERGIA CON BIOGAS

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El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos y otros factores, en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambiente anaeróbico). Este gas se ha venido llamando gas de los pantanos, puesto que en ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales semejante a la descrita.

La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo considerado útil para tratar residuos biodegradables, ya que produce un combustible de valor además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador de suelo o abono genérico.

El resultado es una mezcla constituida por metano en una proporción que oscila entre un 50% y un 70% en volumen, y dióxido de carbono conteniendo pequeñas proporciones de otros gases como hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y Ácido sulfhídrico/sulfuro de hidrógeno. El biogás tiene como promedio un poder calorífico entre 18,8 y 23,4 mega julio (unidad) por metro cúbico (MJ/m³).

Este gas se puede utilizar para producir energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, en hornos, estufas, secadores, caldera (calefacción u otros sistemas de combustión a gas, debidamente adaptados para tal efecto.

1. Cálculos de potencia consumida en la finca.

Los datos de los equipos que tiene la finca para alimentar con energías renovables son los siguientes:

• El voltaje requerido es de 120 Voltios.
• Iluminación LED que es tan solo de 4 Amperios (A) cuando están todas las luces encendidas.
• Un sistema de resistencias que funcionan como calefacción, estas tienen un valor de 3 Ohmios (3Ω)
• Otros elementos que tienen un consumo de 8 Amperios (A), cuando están todos funcionando al mismo tiempo.

Teniendo en cuenta la Ley de Ohm y la de Watt:

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En donde:

V= Voltaje (Voltios (V))

I= corriente (Amperios (A))

R= Resistencia (Ohmios Ω)

W o P= Potencia (Watts (W))

Debe calcular el consumo de potencia o W en cada sistema en la casa, es decir iluminación, calefacción y otros, con los datos que se dieron en este mismo punto, y con los resultados debe llenar la siguiente tabla: