Tecnologias de generacion en el SEE de Chile
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7/30/2019 Tecnologias de generacion en el SEE de Chile
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SISTEMASDEENERGAELECTRICAClase#3
TecnologasdeGeneracin
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ObjeBvosyalcancedeestaclase
Presentarresumidamentelassiguientestecnologasdegeneracin
Generacinhidrulica
GeneracintrmicaacarbnGeneracineolica
ComplementarestaclaseconHSC1,WC1S6,WC3S35(Mquinassincrnicas),WC4S5
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Contenidos
Generacinhidrulica Generacintrmicaacarbn Generacineolica
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LasCentralesGeneradoras
Sonlasinstalacionesendondesegeneralaenergaelctrica,porconversinaparBrdeotrafuenteenergBca.
lafigurapresentaesquemBcamentelasprincipalesfasesenlosprocesosdegeneracinmsusadosenlaactualidad.
Convencional
Elfluido:seobBenedediversasfuentesdeenergaprimaria.Aguaderosyembalses;vapordecalderas,reactoresoyacimientosgeotrmicos;gas,decombusBblesfsiles;yviento,delugaresconregmeneselicosapropiados.Aprovechamientodelaenergadelfluidoysuconversin,mediantelasturbinas,enenergacinBcaquemuevealgeneradorelctrico.
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Generacinhidrulica
Sebasanenlaconversindelaenergacontenidaenunamasadeaguaenmovimiento Laalturadecadayelcaudaldeterminanlacapacidaddegeneracin
Ventajas: ajoscostosdeoperacinyaltaconfiabilidad RpidaparBdayparada(minutos),Blesenlabaseypuntadelacarga LargavidaBl(~50aos) Eficientesengranrangodeoperacin
Lainversininicialesalta(>1000USD/kW)rdotrastecnologas,perosuscostosdeoperacinsonbajos
Losperodosdegestacindeunproyectohidroelctricosonlargos~510aos
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Generacinhidrulica
Sonmovidasporelagua,P[kW]=8,5Q[m3/s]H[m] AprovechanuncaudalQimportante,comoocurrepicamenteenrasil,VenezuelaoundesnivelH
grande,comoocurreenChile,Per,Ecuador,etc. Debidoasuorigenpluvialonival,elaguaafluentealascentralespresentaunrgimenirregular,muyvariablealolargodelBempo.ElloimpidegaranBzar
energaenperodosdeterminados. Losembalsespermitenregularlageneracinyaprovecharlaestacionalidadseca/hmeda
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Clasificacin
Centralesdepasada/runofriverNoBenencontrolsobreelflujodeagua,usanelaguaque
viene
Centralesdeembalse/storageplant Poseeninfraestructuraparaalmacenaragua
Centralesdebombeo/pumpedstorageplant CentraleshidrulicasenlasqueelaguauBlizadaes
almacenadaenunembalseparaserbombeadahaciaunembalseaguasarribadelasturbinas
Permitencortarlapuntadelacurvadecarga
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Turbinas
Nota: la velocidad de rotacin de la turbina est determinada por el
generador
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Turbinas:clasificacin
Conbaseenlaaccindelagua,seclasificanenimpulsoyreaccin Impulso:elaguaprovenientedeunaboquillasehace
chocarcontracucharasenlaperiferiadeunaruedaorunner,normalmentesondeejehorizontal,ejemploturbinaPelton
Reaccin:Elaguaingresayllenalaturbina,trabajaypermaneceapresinsuperioralaatmosfrica,puedenserdeejehorizontalperocomnmentesondeejeverBcal,ejemploturbinasFrancisyKaplan
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Turbinas:
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Controldevelocidad
Lavelocidadderotacinenrpmdelaturbinahidrulicaestdefinidaporelgenerador(polossalientes)
N=60f/p;f=50z,p:#depolos Encondicionesdeestadoestacionario,laturbinadeberodaravelocidadconstante,independientedelacargaelctrica
Silacargasube,laturbinadesacelera,elcontrolcompensaabriendolavlvulaogate
Silacargabaja,laturbinaacelera,elcontrolcompensacerrandolavlvulaogate
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Generacintrmicaacarbn
Elvapordeaguaesunmedioimportanteparaproducirenergamecnica
Elvaporaaltapresinesusadoparamotorizarmquinasyturbinasdevapor
Paracentralestrmicas,lapresinvadesdelos10kg/cm^2contemperaturasdesde250Ca650C
Principalescomponentes:generadordevapor,condensador,chimenea,generador.
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Generacintrmicaacarbn
Losgeneradoresacopladosaturbinasdevaporsonderotorcilndricoporsurapidez
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Generacinmedianteaerogeneradores
Aerogeneradores:aprovechanlaenergadelvientoparahacergirarunaturbinaacopladaaungeneradorelctrico
Granvariedadtecnolgica:bipalas,tripalas,velocidadfija,velocidadvariable,etc.
Laproduccindeenergaquedacondicionadaporlavariabilidaddelviento
FactordeplantaanualPm/Pinst~2530%
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Conceptosbsicosdeconversin
Slo se puede aprovechar
una parte de la energa en
el viento (no se puede
detener todo el viento)
El mximo terico de
energa cintica extrable
del viento es 59%, pero enla prctica bordea el 50%
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Unavistageneraldeunparqueeolico
http://www.abb.com/windpower
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Principalespartes
1. Palas2. Rotor3. Controldengulo4. Freno5. Ejedebajavelocidad6. Cajadecambio7. Generador8. Controlador9. Anemometro10. Coladeviento11. Gondola12. Ejedealtavelocidad13. Motordegondola14. Torre
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ExistenvariosconceptoselctricosenelmercadodeaerogeneradoresConceptoselctricosaerogeneradores
(a) (c)(b) (d)
(a) fixed-speed WT with squirrel-cage induction generator (SCIG);(b) WT with wound-rotor IG and rotor resistor control (RRC);(c) fully-rated converter WT(d) Doubly-fed induction generator (DFIG) WT.
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Majorturbinetechnologiesorganizedviatheirgearboxesandpowerelectronics
Wind Energy Powers-That-Be Successor Generation in Globalization
L. Gertmar L. Liljestrand H. Lendenmann IEEE/TEC March 2007
http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=4106004
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Aerogeneradores:generadorelctrico
SeusangeneradoressincrnicosyasincrnicosMaquinasincrnica:dadalavariabilidaddela
velocidadderotacin,serequierecajadecambioy/oconverBdorAC/ACparageneraralafrecuenciadelared
Mquinadeinduccinoasincrnica:TambienrequirecajayconverBdor,peropresentaalgunasparBcularidadesenrelacinalconsumodepotenciareacBva
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Resumen
HoyvimostresBposdecentralesdegeneracin
Hidrulica:turbinas,generadores,controldelavelocidad
Trmicasacarbn:principalescomponentes,generador,controldelavelocidad
Eolicas:principalescomponentes,generadores