jueves, 26 de febrero de 2009

Energía hidraulica.

Energía hidráulica


Introducción.



Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.

El origen de la energía hidráulica está en el ciclo hidrológico de las lluvias y por tanto, en la evaporación solar y la climatología que remontan grandes cantidades de agua a zonas elevadas de los continentes alimentando los ríos. Este proceso tiene su origen en la radiación solar que recibe la Tierra.



Estas características hacen que sea significativa en regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias, desniveles geológicos y orografía favorable para la construcción de represas. Es debida a la energía potencial contenida en las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo. Puede ser utilizada para producir energía eléctrica mediante un salto de agua, como se hace en las centrales hidroeléctricas.
Ventajas: se trata de una energía renovable y limpia, de alto rendimiento energético.
Inconvenientes: la constitución del embalse supone la inundación de importantes extensiones de terreno, a veces áreas fértiles o de gran valor ecológico, así como el abandono del pueblo.

Fundamentos y teoría.
La energía hidráulica tiene la cualidad de ser renovable, pues no se agota la fuente primaria al explotarla, y es limpia, ya que no produce en su explotación sustancias contaminantes de ningún tipo. Sin embargo, el impacto medioambiental de las grandes presas, por la alteración del paisaje e, incluso, la inducción de un microclima diferenciado en su emplazamiento, ha desmerecido la bondad ecológica de este concepto en los últimos años.

*Tipos de Centrales Hidroeléctricas.
Según su concepción arquitectónica:



-Centrales al aire libre, al pie de la presa, o relativamente alejadas de esta, y conectadas por medio de una tubería en presión.



-Centrales en caverna, generalmente conectadas al embalse por medio de túneles, tuberías en presión, o por la combinación de ambas.
Según su régimen de flujo



-Centrales a filo de agua servida.
Utilizan parte del flujo de un río para generar energía eléctrica. Operan en forma continua porque no tienen capacidad para almacenar agua, no disponen de embalse.



-Centrales de embalse.
Es el tipo más frecuente de central hidroeléctrica. Utilizan un embalse para reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la turbina. Es posible generar energía durante todo el año si se dispone de reservas suficientes. Requieren una inversión mayor.



-Centrales de acumulación por bombeo .
Se trata de un tipo de central que solo genera energía en horas punta y la consume en horas valle (noches y fines de semana), mediante un grupo electromecánico de bombeo y generación. Justifican su existencia para hacer frente a variaciones de demanda energética en horas determinadas. Distinguimos tres tipos; centrales puras de acumulación, centrales mixtas de acumulación y centrales de acumulación por bombeo diferencial.

* Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:



La potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo turbinable, además de las características de la turbina y del generador.



La energía garantizada, en un lapso de tiempo determinado, generalmente un año, que está en función del volumen útil del embalse, y de la potencia instalada.



La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW (megavatios), como en el caso de las minicentrales hidroeléctricas, hasta 14.000 MW como en Paraguay y Brasil donde se encuentra la segunda mayor central hidroeléctrica del mundo (la mayor es la Presa de las Tres Gargantas, en China, con una potencia de 22.500 MW), la Itaipú que tiene 20 turbinas de 700 MW cada una. Cada turbina suele tener unas 20 pulgadas de longitud con un perímetro de 40 cm.


Historia y acontecimientos.
La principal fuente no viviente de energía de la antigüedad fue el llamado “molino” griego, constituido por un eje de madera vertical, en cuya parte inferior había una serie de paletas sumergidas en el agua. Este tipo de molino fue usado principalmente para moler los granos.

Desde el siglo IV d. C en el Imperio Romano se instalaron molinos de notables dimensiones. En Barbegal, en las proximidades de Arlés, en el 310, se usaron para moler granos 16 ruedas alimentadas desde arriba, que tenían un diámetro de hasta 2,7 m cada una. Cada una de ellas accionaba, mediante engranajes de madera dos máquinas: La capacidad llegaba a 3 toneladas por hora, suficientes para abastecer la demanda de una población de 80 mil habitantes, la población d Arles en aquella época no sobrepasaba las 10 mil personas, es por lo tanto claro que abastecía a una vasta zona.
La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña.

Forma de producción (funcionamiento)
La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que mueven un generador eléctrico. En España se utiliza un 15 % de esta energía para producir electricidad.
Actualmente las energías renovables representan un 20% del consumo mundial de electricidad, siendo el 90% de origen hidráulico.

Ubicación donde se produce esta energía.
En España los países que más usan esta energía son:











jueves, 12 de febrero de 2009

Fabricación de las células fotovoltaicas.

-Esta Tesis Doctoral se centra en el modelado y fabricación de células fotovoltaicas de Antimoniuro de Galio (GaSb), para su uso en sistemas de conversión fotovoltaica de radiación térmica en energía eléctrica (sistemas termofotovoltaicos), constituyendo una investigación pionera en España.
Inicialmente se aborda el modelado, simulación y optimización de los dispositivos, que están basados en una unión p/n con un perfil de dopaje de Zn gradual en el emisor. Se incluye análisis comparativo de los parámetros físicos de GaSb necesarios para alimentar los modelos descritos, tras lo que se determina la configuración óptima de las células (dopajes, espesores, perfiles de difusión, diseño de la malla de metalización, etc.).
Posteriormente se describe la rutina de fabricación completa de las células, analizando detalladamente los procesos más novedosos, como la propia difusión de Zn en GaSb, la oxidación anódica del semiconductor (necesaria para decapar el emisor difundido) o los contactos eléctricos. Se presentan las tandas de dispositivos y la caracterización de las células fabricadas, realizando una comparación de los resultados experimentales obtenidos y las predicciones teóricas de los modelos desarrollados, con la que se validan estos últimos.
Finalmente, se describen los prototipos de sistemas termofotovoltaicos diseñados y fabricados, la mayor parte de ellos para su aplicación en el autoabastecimiento eléctrico de electrodomésticos a gas.

martes, 10 de febrero de 2009

Tipos de energías alternativas.

-La energía eólica que es la energía cinética o de movimiento que contiene el viento, y que se capta por medio de aerogeneradores o molinos de viento.
-La energía hidráulica, consistente en la captación de la energía potencial de los saltos de agua, y que se realiza en centrales hidroeléctricas.
-La energía mareomotriz o undimotriz, que se obtienen de las mareas (de forma análoga a la hidroeléctrica) y a través de la energía de las olas, respectivamente.
-La energía solar recolectada de forma directa en forma de calor a alta temperatura en centrales solares de distintas tipologías, o a baja temperatura mediante paneles térmicos domésticos, o bien en forma de electricidad mediante el efecto fotoeléctrico mediante paneles foto voltaicos.
-La energía geotérmica producida al aprovechar el calor del subsuelo en las zonas donde ello es posible.
-La biomasa por descomposición de residuos orgánicos o bien por su quema directa como combustible.

1º. Historia y fundamentos de las células solares fotovoltaicas.

-El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 1839 por el físico francés Becquerel, pero la primera célula solar no se construyó hasta 1883. Su autor fue Charles Fritts, quien recubrió una muestra de selenio semiconductor con un pan de oro para formar el empalme. Este primitivo dispositivo presentaba una eficiencia de sólo un 1%. Russell Ohl patentó la célula solar moderna en el año 1946, aunque Sven Ason Berglund había patentado, con anterioridad, un método que trataba de incrementar la capacidad de las células fotosensibles.

La era moderna de la tecnología de potencia solar no llegó hasta el año 1954 cuando los Laboratorios Bell, descubrieron, de manera accidental, que los semiconductores de silicio dopado con ciertas impurezas, eran muy sensibles a la luz.
Fundamentos.
*Existen tres tipos de materiales electricamente hablando (Conductores, Semiconductores y Aislantes).
-Conductores: Los electrones están poco ligados al núcleo.
-Semiconductores: Los electrones estan pegados al núcleo pero con un pequeño impiulso de energía se puden separar.
-Aislados:En el aislante los eletrones están muy pegados al núcleo. Es muy estable y dificil de modificar.
*Los materiales apra aher células fotovoltaicas son los semiconductores porque son parecidos a las células solares.
Tipos: Arseniuro de galio, Sulfuro de cobre,silicio.

Rendimiento: El rendimiento de las células fotovoltaicas se define como el cosciente entre la potencia electrica maxima que puede suministrar y la potencia luminosa que inside sobre la superficie.
http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaico (Mas información)

2º.Células y paneles fotovoltaicos.

Las células fotovoltaicas son unos dispositivos capaz de convertir la luz en electricidad de forma directa y rapida.Las células mas utilzadas son las formadas por una unión PN.

Los tipos de células de silicio serán diferentes en la medida del tipo de silicio que se utilice:

-Monocristalino. El rendimiento de las células de silicio monocristalino suele variar entre el 15% y el 18%. Es dificil construirlas, lo cual aumenta su precio. La estructura atómica está muy ordenada y tiene un color azul metálico.

-Policristalino. Su rendimiento varía entre el 12% y el 15%. La estructura atómica no es tan ordenada como ocurre con el monocristalino, lo cual le hace perder rendimiento.

-Amorfo. Su rendimiento es inferior al 10%. La estructura atómica es bastante desordenada. Pero su fabricación es más sencilla que con los monocristalinos y policristalinos, lo cual, lo hace más barato.

Aparte hay otro tipos de células como son las:

-Células de arseniuro de galio: Son las más indicadas para la fabricación de células fotovoltaicas y su rendimiento es de el 27%.

-Células de sulfuro de cadmio y sulfuro de cobre: Este amterial es poco activo y su rendimiento es solo del 10 %. Estas se degradan bastante con el tiempo.

-Células bifaciales: Éstas están compuestas por 2 caras lo que le aumenta el rendimiento a las célula hasta en un 30 %. Su inconveniente es qeu son costosas.
http://solete.nichese.com/celdas.html

3º.Acumuladores.

Acumuladores.
-Los acumuladores son dispositivos capaces de transformar una energía potencial química en energía eléctrica. Se compone esencialmente de 2 electrodos sumergidos en un eléctrodo donde se producen las reacciones químicas en los procesos de carga y descarga.
Su capacidad se mide en AH. Esta capacidad es el producto de la intensidad de descarga por el tiempo que ésta actúa. Calculada hasta que se alcanza la tensión máxima.
-El acumulador que es utilizado para acumulaciones solares se les debe exigir unas condiciones básicas.
*Aceptar las corrientes de carga que suministra el panel solar.
*Mantenimiento mínimo o nulo.
*Fácil transporte e instalación.
*Baja auto descarga.
*Rendimiento elevado.
*Larga vida.
Tipos de acumuladores.
-Plomo ácido: Es la mas comúnmente conocida como la batería de coche. Sus componentes son un depósito de ácido sulfúrico y una serie de placas de plomo.
-Acumuladores de gel: Son acumuladores que no necesitan mantenimiento alguno, lo cual reduce el coste del acumulador a lo largo de su vida. Hay dos tipos que son los mas conocidos que son la serie S (800 ciclos) y la serie SB (1200 ciclos).
-Acumuladores de níquel-cadmio: Utilizan un ánodo de hidruro de níquel y un cátodo de un compuesto de cadmio. El electrolito es de hidróxido de potasio.
Esta configuración de materiales permite recargar la batería una vez agotada.
-Acumuladores herméticos: Son unos acumuladores a los que se les denomina de esta forma porque no necesitan ningún mantenimiento. Hay varios tipos:
-Herméticos de gel.
-Herméticos AGM.

Profundidad de descarga y vida útil de un acumulador.
Se denomina profundidad de descarga al valor de la carga en tantos % de la carga total. Hay dos tipos de descarga profunda y superficial:
Superficial: Está entre el 10 y el 15 %.
Profunda: Está entre el 40 y 50 %.

5º.Otros equipos para uso en sistemas fotovoltaicos.

Otros equipos para uso y control
Sistemas de medida y control.
Con un amperímetro y un voltímetro nos podemos hacer idea del nivel de carga. Estos niveles suelen ser digitales.
-Desconectores: Cuando llega a la tensión establecida en este se desconecta la corriente.
-Interruptores horarios: Son encargados de conectar los equipos o desconectarlos a la hora establecida.
-Convertidores de acoplamiento: Son dispositivos que aumentan de forma aperciba la intensidad eléctrica.

*Estructuras y soportes para paneles fotovoltaicos.
Los paneles se pueden colocar d e cuatro maneras: En póster, azotea, en el suelo o techo.
El tipo de colocación mas utilizado es el de póster. Los materiales utilizados par hacer estos apoyos son el aluminio par pequeñas instalaciones, el hierro para gran numero de paneles y acero inoxidable igual que el hierro pero no se oxida.

8º.Instalaciones.

Normas prácticas para una instalación fotovoltaica.
-Poner los paneles orientados hacia el sur.
-Huso de terminales de conexión adecuados.
-Evitar sombras.
-No taladrar los marcos del panel.
-Anclar bien el panel par que tenga buena resistencia al viento.
-Los elementos de regulación shunt se deben disponer de forma vertical.
-Situar el cuadro de control cerca de los acumuladores.
-Preservar siempre los conductores bajo tubos para aislarlos de la humedad.
-Situar los convertidores cerca de los acumuladores al igual que del cuadro de protección.

lunes, 9 de febrero de 2009

Índice de fotovoltaica.

1º. Historia y fundamentos de las células solares fotovoltaicas.
2º.Células y paneles fotovoltaicos.
3º.Acumuladores.
4º.Reguladores de carga.
5º.Otros equipos para uso en sistemas fotovoltaicos.
6º.Estructura y soportes par paneles fotovoltaicos.
7º.Cálculo de instalaciones.
8º.Instalaciones.
9º.Mantenimiento de una isntalación.
10º.Ejemplo de cálculo.
11º.Instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red electrica.

martes, 3 de febrero de 2009

Ecualizadores

-Es un elemento del equipo de sonido que permite modificar a voluntad el tipo de sonido del sistema de audio.

Tipos de ecualizarores.

-LOS ECUALIZADORES GRÁFICOS :El ecualizador grafico recibe su nombre de la inteligente disposición de sus potenciómetros deslizantes, colocados de tal manera que permiten visualizar la compensación realizada. Algunos de ellos disponen de un led de color en cada potenciómetro deslizante, lo cual permite una rápida visión de la misma.

- LOS ECUALIZADORES PARAMÉTRICOS :Los ecualizadores paramétricos controlan los tres parámetros fundamentales: ancho de banda, frecuencia central de actuación (Q) y amplitud de la señal. Aunque hasta el momento los ecualizadores más difundidos son los gráficos cada día irrumpen con más fuerza los paramétricos en el terreno profesional.

EFECTOS DE LA ECUALIZACIÓN SOBRE LAS FRECUENCIAS

-Muy bajas frecuencias entre los 16 y 60Hz: Estas frecuencias dan al programa musical la sensación de potencia, sobre todo si se producen de forma súbita. Haciéndolo de forma continuada o con demasiado énfasis, producen un efecto de máscara sobre el auténtico programa musical. Deben de emplearse con moderación.

-Frecuencias bajas entre 60 y 250Hz: Este margen contiene las notas fundamentales de la sensación de ritmo. La ecualización en esta banda puede producir un cambio de balance en el programa musical: demasiado refuerzo en esta banda puede hacer que le programa musical resulta atronador.

-Banda media de 250 a 2000Hz: es la que contiene los armónicos de bajo valor de algunos instrumentos musicales; órganos de tubos, tuba, piano, bajo, etc. Demasiado cargado el refuerzo de esta banda puede producir un sonido muy nasal. Si el refuerzo se produce entre los 500 y 1KHz, el sonido resultante dará la sensación de proceder del interior de un tubo, mientras que si se origina entre la banda de 1 a 2KHz, la impresión será de un tubo metálico. Asimismo un exceso produce fatiga en poco rato al oyente.

-Banda media - alta entre los 2 y 4KHz: Este margen resulta de extrema importancia para el reconocimiento de la voz. Si es modificada excesivamente, acusará la sensación de "Ceceo". Tiende a causar fatiga. Banda de 4 a 6 KHz: esta es la responsable de la claridad y transparencia de la voz y los instrumentos. El incremento de ecualización sobre los 5KHz produce el mismo efecto sobre nuestro oído que si el programa se hubiera incrementado en 3 dB de nivel general. La atenuación produce un sonido más distante y transparente. Banda de 6 a 16KHz: sirve para controlar el brillo y claridad de los sonidos. Demasiado refuerzo producirá un sonido cristalino y desagradable en las s y vocales.

(informacion sacada de http://members.fortunecity.es/zemogd/ecualizadores.html)

8º Amplificadores de potencia.

-Los amplificadores o etapas de potencia reciben la señal del preamplificador y la aumenta y acondicionan para exitar los altavoces.

Caracteristicas.
-Sensibilidad de entrada:Es la minima tensión que se nesesita para exitar la minima potencia.
-Impedancia de entrada:Suelen ser los Jak XLR de entrada.
-Respuesta de frecuencia:Entre mas plana la curva mejor.
-Impedancia de salida:Son las salidas a los altavoces.
-Distorción armonica total:Maxima salida de potencia.
-Potencia de salida:Son los RMS o potencia eficaz
Transistores de potencia
Clase A
Clase B
Rex zobel:Es un tipo de amplificador que se usa para altavoces elecrtromagneticos.