ACTIVIDAD CENTRAL UNIDAD 1Conceptos básicos de electricidad

Nombre de la actividad: Proyecto energías alternativas.

ObjetivoIdentificar diferentes fuentes de energía alternativa y las condiciones para su implementación en instalaciones domiciliarias.SituaciónEl propietario de una vivienda necesita que usted le ayude a identificar las fuentes de energía eléctrica que puede utilizar para aumentar su sostenibilidad.Los equipos se conectan a 110V y las aplicaciones que se desean alimentar con estas fuentes de energía alternativa son: Sistema de Iluminación: Iluminar la granja de noche consume un total de

1000 W Sistema de calefacción: Se cuenta con 4 planchas de calentamiento por

resistencias, cada una de 12 conectadas en paralelo. Otros elementos de la casa: Se ha conocido que consumen una corriente

de 10A cuando están todos encendidos.Consulte información sobre generación solar, eólica y biogás y prepare un informe aproximado para mostrarle diferentes opciones al propietario de la vivienda, teniendo en cuenta la inversión en equipos, dimensiones de los generadores y modo de operación Temas asociados

Fundamentos de Electricidad- Energía: tipos, transformación, energía alternativa, sistema eléctrico, tipos

de corriente.- Circuitos eléctricos: Resistencias, resistencias equivalentes, topología de

circuitos, medidas eléctricas, leyes fundamentales de circuitos

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Entregas

Usted debe entregar el documento con la identificación de diferentes opciones de energía alternativa, teniendo en cuenta la inversión en equipos, dimensiones de los generadores y modo de operación.

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DOCUMENTO GUÍAProyecto energías alternativas

Consulte la información en la red relacionada para Energías Alternativas y diligencie los siguientes puntos.

ENERGÍA SOLAR:

La energía solar es una fuente de energía renovable que se obtiene del sol y con la que se pueden generar calor y electricidad. Existen varias maneras de recoger y aprovechar los rayos del sol para generar energía que dan lugar a los distintos tipos de energía solar: la fotovoltaica (que transforma los rayos en electricidad mediante el uso de paneles solares), la fototérmica (que aprovecha el calor a través de los colectores solares) y termoeléctrica (transforma el calor en energía eléctrica de forma indirecta).

ENERGIA EOLICA:

La energía eólica es la energía obtenida a partir del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es convertida en otras formas útiles de energía para las actividades humanas. La energía eólica es una fuente de energía renovable que utiliza la fuerza del viento para generar electricidad. El principal medio para obtenerla son los aerogeneradores, “molinos de viento” de tamaño variable que transforman con sus aspas la energía cinética del viento en energía mecánica.

ENERGÍA BIOGÁS:

El biogás se refiere a los gases que se derivan de la composición de los materiales orgánicos como el estiércol y restos de plantas. Estos gases pueden ser utilizados como combustibles y también para producir electricidad. Su composición principal es el metano. El biogás tiene energía química, y por lo tanto la electricidad a partir del biogás se produce como resultado de la conversión de esta energía química en energía mecánica y finalmente en electricidad. Esto se hace usando transductores tales como generadores y turbinas que convierten la energía de una forma a otra. Esta electricidad puede ser utilizada tanto domestica como comercialmente ya que puede crearse en pequeña y gran escala.

a. Identifique las fuentes de energía alternativa que se podrían encontrar

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en la finca, equipos necesarios para implementación y capacidad de generación.

Fuente Equipos necesarios para la

implementación

Capacidad de generación aproximada

Energía solar

Generador solar:Los generadores fotovoltaicos (conjunto de placas fotovoltaicas) captan la radiación solar y la transforman en energía eléctrica. Se pueden instalar en cualquier superficie libre de sombra y tienen una vida estimada de 40 años.

BANCO DE BATERÍAS

REGULADOR: es un dispositivo encargado de controlar constantemente el estado de carga de las baterías así como de regular la intensidad de carga con el fín de alargar la vida útil de las baterías. Controla la entrada de corriente proveniente del panel solar y evita que se produzcan sobrecargas y sobredescargas profundas en la batería.

Un panel solar de 50 a 60 vatios (aprox 1/2 metro cuadrado) tiene capacidad para poner en funcionamiento 3 lámparas y un televisor pequeño por espacio de 3 horas por día. Esto es un consumo acumulado de 160 vatios hora al día. La autonomía de la planta puede ser aumentada adicionando paneles solares. Así con dos paneles se duplica la capacidad de la planta.En un día soleado, el Sol irradia alrededor de 1 kW/m2 a la superficie de la Tierra. Considerando que los paneles fotovoltaicos actuales tienen una eficiencia típica entre el 12%-25%, esto supondría una producción aproximada de entre 120-250 W/m² en función de la eficiencia del panel fotovoltaico.

Energía eólica

TURBINA EÓLICA: La cantidad de electricidad que una turbina puede generar, está determinada en una primera instancia, por el diámetro del rotor. Este parámetro define su “área de barrido” o la cantidad de viento que es interceptado por la turbina.

EL GENERADOR : convierte el movimiento de rotación de las palas de la turbina eólica en electricidad. El generador puede

El tamaño de turbina eólica que requiere depende del uso que vaya a hacer de ella. El rango de turbinas pequeñas se encuentra entre los 20 watts y los 100 kilowatts. Las más pequeñas o “micro” (de 20 a 500 watts) se emplean en una gran variedad de aplicaciones, tales como la carga de baterías para vehículos recreacionales y de veleros. Las turbinas de 1 a 10 kilowatts pueden ser usadas para

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producir corriente alterna (AC) o corriente continua (DC), y existe en un amplio rango de potencias disponibles.

TORRE: Debido a que a mayores alturas el viento es más intenso, la turbina es montada en una torre, por lo general a mayor altura se produce una mayor cantidad de energía.

BALANCE DEL SISTEMA y ROTOR.

SISTEMAS AISLADOS: Estos sistemas que no están conectados a la red de suministro, requieren el uso de baterías para almacenar la energía excedente generada, y usarla cuando no exista viento.

bombear agua

Las turbinas para aplicaciones residenciales pueden estar en el rango de los 400 watts y hasta los 100 kW (para cargas muy grandes), dependiendo de la cantidad de electricidad que se desee generar.

Energía biogás

Motor de gas. Esta fuente puede ser un cilindro que contenga gas a presión o directamente desde un digestor, que es el medio de descomposición de la materia orgánica.

los pistones dentro del cual se quema el gas y se utiliza para hacer girar un eje, convirtiendo la energía química del biogás en energía mecánica a través del

Para Su implementación es depende de los equipos ,la capacidad esta alrededor de 4 GWh a 7 GWh.

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movimiento.

Los cables que transfieren la electricidad a una batería recargable para su almacenamiento o directamente a una red de distribución para el consumo.

b. Con base en la información del planteamiento, haga un cálculo del consumo de los sistemas de la finca que se desean alimentar.

Sistema Consumo (W)

Iluminación 1000wCalefacción 4 planchas cada

una tiene 12 ohmios de resistencia que equivalen aR = 48 ohmiosI=110/48=2.29 AMPERIOS4000 w

Otros 1100 w

c. Basado en la información diligenciada en los puntos a y b, complete el informe solicitado.

Sistema Consumo (W)

Fuente recomenda

da

Ventajas Desventajas

Iluminación 1000w Energía solar No requiere instalación de transformador, ni red primaria, ni cable pre ensamblado.

El costo de instalación

Los grandes proyectos de generación de energía solar comercial pueden requerir grandes cantidades de

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es muy económico.

El proyecto no necesita pago de trámites de derecho ante ninguna entidad.

tierra. sin embargo para una finca como esta no tiene este problema

Calefacción 12 ohmios por 4 = 48

 I = V / R = 110 / 48 = 2.29 Amperios. 

Energía solar No necesita instalación de acometida ni contador de energía.

No requiere cobro de facturación posterior a la instalación de la celda debido a que la fuente de la energía es el sol.

Impacto ambiental es nulo.

El tiempo de garantía es aproximado de 25 años.

Los costos iniciales de instalación de un sistema solar pueden ser altos sin embargo el propietario de la finca no tendrá costos posteriores , por lo que esta inversión se recuperará rápidamenteEn algunos lugares la luz solar no tiene la intensidad o no es suficientemente constante para proporcionar un flujo de energía permanente.

Otros 10 amperiosR=v/I110/10=11 ohmios

Energía solar Los paneles solares cada día son más fuertes y su costo está disminuyendo con el t iempo. Esto permite que la energía solar sea económicamente una solución cada vez más viable.

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Esquema aproximado de la implementaciónIlustre con un gráfico como sería la instalación de la fuente (o fuentes) de energía alternativa recomendada en la finca.

ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS Unidad 1. Conceptos básicos de electricidad

1. Actividad de consulta

Consulte y elabore un documento donde presente el estado actual de las instalaciones eléctricas residenciales en Colombia. Para orientar el análisis, encontrará una lista de aspectos que debe relacionar.

Aspectos a analizar

Cultura energética

Actualmente las instalaciones eléctricas domiciliarias están

diseñadas con el fin de cumplir la demanda del hogar que viene

dada por los aparatos electrónicos y eléctricos que en él se

contengan, se intenta minimizar el riesgo y poder hacer las

instalaciones acorde a la época las instalaciones se componen

dependiendo de la vivienda como unifamiliar, rurales, móviles etc.

El consumo de una vivienda depende si es una mansión o si es

una simple pieza.

Instalaciones en viviendas nuevas

Al momento de hacer una vivienda nueva se tiene que realizar teniendo los planos de esta para mirar las conexiones

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correspondientes que se pueden hacer, y tener la capacidad para la realización de estas se debe tener en cuenta el país de donde se este y las normas que lo rigen en el caso Colombiano es con el RETIE 2013 y con la NTC 2050 en las cuales esta como es la realización de las redes y los calibres que se necesitan para dicha

2 realización

Remodelación de instalaciones existentes

Cuando se van a realizar modificaciones a redes existentes se

debe ver la carga a la cual están alimentando para saber el

calibre del cable saber cuáles son las falencias que tiene la red

actual y que no cumple con lo establecido en la NTC 2050 y el

RETIE 2013 para su modificación.

Personal calificado

El personal que debe realizar redes domiciliarias debe contar con

la tarjeta profesional vigente y tener conocimiento de las normas

establecidas para el país donde se va a hacer, después deben

ser revisadas por el operador de red para poder dar energía a la

casa donde se realizó la instalación.

2. Actividad propuesta

Haga un recorrido en su casa y reconozca los circuitos que aparecen en la tabla. Después de hacer una inspección, diligencie la siguiente información.

Reconocimiento de circuitosLugar de implementación

Circuito Elementos instalados Estado actual Recomendacion

esIluminación 15 bombillos buenos Reemplazar por

10

bobillos led de bajo consumo.

Alimentación de electrodomésticos

10 tomacorrientes dobles

regular 2 de los tomacorrientes están trabajando sin tierra, se recomienda instalarle su puesta tierra para la protección,.

Estufas eléctricas y calentadores

0

Refrigerador 1 bueno ninguna

Otros 0

Una vez finalizadas las dos actividades (la central y la complementaria), las puede enviar en este mismo formato.En caso que realice las actividades por separado por separado, debe enviarlas simultáneamente ya que una vez que de enviar, el sistema no le permite hacer otro envío.

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