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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

CENTRALES TERMOELECTRICAS Y PLANTAS DE COGENERACION

SALOME GONZALES CHAVEZ

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Dr. Salome Gonzáles Chávez

CENTRALES TERMOELECTRICAS Y PLANTAS DE COGENERACION

PROLOGO El presente documento constituye el texto guía del Curso Centrales Termoeléctricas, impartido a estudiantes de Ingeniería en las especialidades de Mecánica, MecánicaEléctrica, Naval y Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Ingeniería-Perú. Este material tiene como objetivo transmitir al alumno, los fundamentos básicos y la parte aplicativa de las Centrales Termoeléctricas y Sistemas de Cogeneración, los mismos que han de servir como elementos de base para el dimensionado, diseño, selección, operación y proyectos de instalaciones de centrales turbovapor, centrales turbogas, centrales de ciclo combinado y sistemas de cogeneración; ello de acuerdo al tipo de requerimiento y a las características energéticas estratégicas del Perú. Está constituido por nueve capítulos en los que se aborda: una parte introductoria referida al mercado eléctrico nacional y la participación termoeléctrica en el sistema interconectado nacional; la tecnología de generación térmica con fuentes renovables; el panorama energético del Perú en relación con las centrales termoeléctricas instaladas; el avance tecnológico de las centrales termoeléctricas; las características de los motores térmicos en la conformación de las centrales termoeléctricas; los ciclos termodinámicos reales que gobiernan a las centrales termoeléctricas; el detalle de la conformación, características de operación y parámetros técnico-económicos de las centrales termoeléctricas de vapor, de gas y de ciclo combinado. Asimismo, se aborda la ingeniería y el estudio de factibilidad para la instalación de sistemas de cogeneración. El Perú es un país privilegiado en cuanto se refiere a la existencia y diversificación de recursos energéticos naturales, sin embargo su aprovechamiento en la generación de electricidad a la actualidad, es deficiente. Si bien en los últimos años, debido a la explotación del gas natural, el parque de generación termoeléctrica ha crecido de manera ostensible, la oferta-demanda de energía fina sigue siendo marcadamente desbalanceada. Un plan estratégico de mediano y largo plazo debe apuntar a un aprovechamiento estratégico de los recursos energéticos, acorde a la tecnología moderna de conversión y/o reingeniería, bajo el concepto integrado de eficiencia, economía, calidad y, protección del medio ambiente. Es de considerar también, que en el Perú ya se han dado grandes pasos en la búsqueda de mejoras, esto es la creación de reglamentos, normativa y órganos eficientes de administración de la energía. La demanda eléctrica está creciendo muy aceleradamente en los últimos años, ello obedeciendo fundamentalmente al despegue minero, agroindustrial y los servicios; por lo tanto la generación y el transporte de electricidad debe proyectarse en mutua sintonía, garantizando confiabilidad y economía. Dentro de este contexto, el elemento motor para lograr tales objetivos, lo marca la mano de obra calificada. Finalmente; este documento conforma una guía de avance dentro la transferencia del conocimiento al estudiante de Centrales Termoeléctricas, alcanzará su objetivo sólo cuando se complete con las actividades realizadas por el profesor en el aula; esto es: ampliación y detalle de conceptos, ejemplos de caso, resolución de problemas, transmisión de experiencias ingenieriles e investigación en los temas. Salome Gonzáles Chávez

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Dr. Salome Gonzáles Chávez

CENTRALES TERMOELECTRICAS Y PLANTAS DE COGENERACION

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA APLICADA

SILABO P.A. 2014

1.

INFORMACION GENERAL

Nombre del curso : Código del curso : Especialidad : Condición : Ciclo de estudios : Pre-requisitos : Número de créditos : Total de horas semestrales: Total de horas por semana Teoría : Practica : Duración : Sistema de evaluación : Profesor :

CENTRALES TERMOELECTRICAS MN 163 MECANICA ELECTRICA OBLIGATORIO 10° ML244, MN116 04 56 04 04 -17 SEMANAS F DR. SALOME GONZALES CHAVEZ

2. SUMILLA Introducción. Tecnología energética. Situación energética nacional, infraestructura de generación eléctrica, matriz energética nacional. Conceptos fundamentales para la elección motores térmicos para generación termoeléctrica. Ciclos termodinámicos reales de centrales termoeléctricas. Centrales termoeléctricas de vapor. Aplicaciones prácticas. Centrales termoeléctricas a gas. Centrales termoeléctricas de ciclo combinado. Plantas de cogeneración: Fundamentos, ingeniería, elección de sistemas de cogeneración, cálculo de rentabilidad y costos de cogeneración. Costos de operación de centrales termoeléctricas. Aplicaciones prácticas de generación termoeléctrica. 3. OBJETIVO El alumno al finalizar el curso, deberá tener una visión clara del contexto energético nacional y mundial, definir las características técnicas económicas de una central termoeléctrica, seleccionarlo y dimensionarlo en función a criterios de planeamiento energético. Estará capacitado para esbozar una central térmica que genere cantidades específicas de electricidad, teniendo en cuenta su principio de funcionamiento y aplicación, identificación de componentes y la transformación de la energía desde la alimentación del combustible hasta la electricidad producida. Para ello se le ha de transmitir los conocimientos teórico-prácticos de las centrales termoeléctricas, en base a los conceptos de ingeniería aplicada, termofluidos e ingeniería económica. 3

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4. PROGRAMA ANALÍTICO POR SEMANA SEMANA 1 INTRODUCCIÓN. Generación y consumo eléctrico nacional. Conformación y elementos básicos de una Central Termoeléctrica. Clasificación de las Centrales Termoeléctricas SEMANA 2 TECNOLOGIA ENERGETICA RENOVABLE Y NO RENOVABLE. Las Energías Renovables y No renovables. Panorama energético mundial SITUACION ENERGETICA NACIONAL. Infraestructura de generación termoeléctrica SEMANA 3 SITUACION ENERGETICA NACIONAL. Matriz energética del Perú. Balance nacional de energía, indicadores energéticos de consumo. Flujo energético nacional SEMANA 4 CONCEPTOS FUNDAMENTALES PARA LA ELECCION DE MOTORES TERMICOS PARA GENERACION TERMOELECTRICA. Definiciones. Clasificación general, principio de funcionamiento, componentes básicos, tipos de turbinas, tipos de MCI, campos de aplicación Visita al Laboratorio de Energía de la FIM SEMANA 5 CICLOS TERMODINAMICOS REALES DE CENTRALES TERMOELECTRICAS. Ciclo de vapor Rankine básico y avanzado. Ciclo de gas Joule Brayton abierto básico y avanzado. Ejercicios SEMANA 6 CENTRALES TERMOELECTRICAS DE VAPOR. Configuración de la central, abastecimiento de combustible, transformación de la energía, rendimientos de la turbina, características constructivas de las turbinas de vapor, arreglos. SEMANA 7 APLICACIONES PRÁCTICAS. Avances de temas monográficos, estudios de caso, desarrollo de problemas prácticos SEMANA 8 SEMANA DE EXAMENES PARCIALES SEMANA 9 CENTRALES TERMOELECTRICAS DE GAS. Características de los componentes, compresor, cámara de combustión, estructura y arreglos de la turbina, diagramas térmicos. SEMANA 10 4

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CENTRALES TERMOELECTRICAS DE CICLO COMBINADO. Disposición de planta típica, calderas de recuperación, diagramas termodinámicos, prestaciones, arreglos de centrales de ciclo combinado con una y dos presiones SEMANA 11 CENTRALES TERMOELECTRICAS DE CICLO COMBINADO. Efecto de los parámetros de diseño sobre la potencia y rendimiento de una central de ciclo combinado, balance energético, rendimientos, costos SEMANA 12 PLANTAS DE COGENERACION. Fundamentos de la Cogeneración, ingeniería de la Cogeneración, selección de motores para un sistema de Cogeneración SEMANA 13 PLANTAS DE COGENERACION. Parámetros característicos técnicos y económicos de sistemas de cogeneración, cálculo de rentabilidad de sistemas de cogeneración SEMANA 14 COSTOS DE OPERACIÓN DE CENTRALES TERMOELECTRICAS. Evaluación de costos de inversión, costos de operación y mantenimiento, costos específicos de instalación, costos específicos de generación SEMANA 15 APLICACIONES PRÁCTICAS. Determinación de costos de generación en sistemas integrados, costo del kW instalado, costo del kWh generado, ejemplos de caso, evaluación final de monografías. SEMANA 16 SEMANA DE EXAMENES FINALES SEMANA 17 EXAMEN SUSTITUTORIO 5.- ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Utilizando el método enseñanza-aprendizaje, el profesor ha de transmitir al alumno en cada clase: la motivación del tema en estudio, la información teórica y de experiencia del tema a tratar y, la orientación al alumno para realizar su aprendizaje de cada punto tratado.  La exposición didáctica del tema a tratar, su importancia  La formulación teórica, con ejemplos, discusión e interpretación del caso  Incentivo para el logro de clase dictada-clase aprendida 6.- MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDACTICOS 6.1

Medios o Procedimientos Didácticos 5

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    6.2   

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Exposición de bases teóricas en aula de clases, presentación de datos, estadísticas y discusiones técnicas en torno a ellas Desarrollo de casos aplicativos, propuestos como trabajo de aplicación Visita a Plantas Termoeléctricas de Lima y Laboratorio de Energía de la FIM Presentación y sustentación de casos aplicativos asimilados por el alumno. Materiales del Proceso de Enseñanza - Aprendizaje Separatas del curso Exposición del profesor en pizarra Uso de presentaciones en PowerPoint

7.- EVALUACIÓN a. Sistema de Evaluación: Examen parcial (EP): Examen final (EF): Promedio de monografías (Mo):

F Peso 1 Peso 2 Peso 1

b. Sub sistema de Evaluación (parte práctica del curso) 2

Mo 

M i 1

i

2 Mo: Nota promedio de monografías. Son dos (02) monografías calificadas de las cuales no se elimina ninguna c. Nota Final (NF):

NF 

EP  2EF  Mo 4

8.- BIBLIOGRAFIA  R.W. Haywood. Ciclos Termodinámicos de Potencia y Refrigeración, Ed. Limusa, 2000  Philip G. Hill. Power Generation, Ed. MIT, 1977  Santiago Sabugal García, Florentino Gómez Monux. Centrales Térmicas de Ciclo combinado, Ed. Díaz de Santos, 2006.  Richard T. C. Harman. Gas Turbine Engineering, Ed. The Macmillan Press LTD, 1981  A. K. Raja, Amit Prakask Srivastava y Manish Dwivedi, New Age International (P) LTD, 2006  Gordon J. Van Wylen, Richard E. Sonntang, Fundamentos de Termodinámica, Ed. Limusa - Wiley S. A., 1967  R. K. Turton. Principles of Turbomachinery, Ed. E. & F. N. Spon, 1984.  Santiago García Garrido. Operación y Mantenimiento de Centrales de Ciclo Combinado. Ed. Díaz de Santos 2008. Páginas de internet  www.minem.gob.pe  www.osinergmin.gob.pe  www.eia.doe.gov  www.bp.com/statisticalreview  www.coes.org.pe Lima, 2014 6

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INDICE 1. INTRODUCCION 1.1 1.2 1.3

Generación y consumo eléctrico nacional Elementos básicos de una Central Termoeléctrica Clasificación de las Centrales Termoeléctricas

2. TECNOLOGIA DE GENERACION CON FUENTES DE ENERGIA RENOVABLE Y NO RENOVABLE 2.1 2.2 2.3 2.4

Las energías renovables y no renovables Generación integrada nacional con energías renovables Formas de conversión tecnológica de la energía El futuro del petróleo en el consumo energético nacional y mundial

3. BALANCE ENERGETICO NACIONAL Y EL EFECTO DE LA GENERACION TERMOELECTRICA 3.1 3.2 3.3 3.4

Infraestructura de generación termoeléctrica Matriz energética del Perú Flujo energético nacional y el efecto de la generación termoeléctrica Perspectivas de la Centrales Termoeléctricas en el Sistema Eléctrico Nacional

4. CONCEPTOS FUNDAMENTALES EN LA ELECCION DE MOTORES TERMICOS PARA GENERACION TERMOELECTRICA 4.1 4.2 4.3 4.4

El motor térmico para generación eléctrica Clasificación general Principio de funcionamiento y tipos Campo de aplicación del tipo del motor térmico según niveles de potencia y rendimientos

5. CICLOS TERMODINAMICOS REALES DE CENTRALES TERMOLECTRICAS 5.1 5.2

Ciclo termodinámico real de centrales termoeléctricas de vapor Ciclo termodinámico real de centrales termoeléctricas de ciclo combinado, turbogas - turbovapor

6. CENTRALES TERMOELECTRICAS DE VAPOR 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

Configuración de la central Sistema de abastecimiento de combustible Transferencia de energía al circuito agua-vapor Transformación de energía térmica en mecánica Transformación de energía mecánica en eléctrica Sistema de enfriamiento 7

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6.7

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Características constructivas de turbinas de vapor

7. CENTRALES TERMOELECTRICAS DE GAS 7.1

7.2

Características de los componentes principales 7.1.1 El compresor 7.1.2 La cámara de combustión 7.1.3 La turbina a gas propiamente Características de operación y costos de generación

8. CENTRALES TERMOELECTRICAS DE CICLO COMBINADO 8.1 8.2 8.3

8.4 8.5

Diagrama termodinámico equivalente de una central termoeléctrica de Ciclo Combinado Prestaciones de las centrales de Ciclo Combinado Centrales de Ciclo Combinado con sistema turbovapor de una y dos presiones de admisión y turbina a gas 8.3.1 Características del arreglo de Ciclo Combinado de dos presiones 8.3.2 Balance energético del arreglo de Ciclo Combinado de dos presiones Efecto de los parámetros más importantes de diseño sobre la producción de potencia y rendimiento en C. C. C. Costos comparativos de generación con Ciclo Combinado y otros

9. SISTEMAS DE COGENERACION 9.1

9.2

9.3 9.4

Fundamentos de cogeneración y sus posibilidades en el Perú 9.1.1 Definiciones 9.1.2 Importancia de la cogeneración 9.1.3 Reglamento de cogeneración en el Perú Ingeniería de Cogeneración 9.2.1 Parámetros característicos 9.2.2 Especificaciones de los motores de un sistema de Cogeneración Estudio de Factibilidad de un sistema de Cogeneración Cálculo metodológico de la rentabilidad de sistemas de cogeneración 9.4.1 Calculo tradicional de rentabilidad de sistemas de cogeneración 9.4.2 Calculo de la rentabilidad de sistemas de cogeneración con elementos de programación 9.4.3 Calculo con ejemplos de caso

BIBLIOGRAFIA ANEXOS

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1 1.1.

INTRODUCCION

GENERACION Y CONSUMO ELECTRICO NACIONAL

El Perú es un país que posee arraigo en el uso de la tecnología de turbinas a gas y a vapor para la producción de energía eléctrica, por ejemplo en los siguientes campos:   

Generación de electricidad mediante centrales termoeléctricas, en donde principalmente se utilizan centrales turbogas, turbovapor y ciclos combinados. Producción de potencia mecánica para generación eléctrica y fuerza motriz en la industria azucarera, utilizando principalmente turbinas a vapor Producción simultánea de calor para uso en proceso y electricidad para autoconsumo y venta a la red, mediante sistemas de cogeneración, utilizando turbinas de vapor y/o turbinas a gas.

PRODUCCION ELECTRICA INTERCONECTADA DEL PERÚ-SEIN 



La producción de energía eléctrica de las empresas integrantes del Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional (COES SINAC), durante el 2013 fue 39669 GWh, que representa un crecimiento de 6,29% con respecto al año 2012. De la energía producida, el 51,8% fue de origen hidráulico, 45,7% de origen térmico y 2,5% de origen Renavable (RER). La producción de energía eléctrica y la participación porcentual por empresas integrantes del COES se muestran en el siguiente gráfico, donde se observa que las empresas de mayor producción de energía fueron: Edegel con 7560 GWh, Electroperú con 7272 GWh y Enersur con 7719 GWh.

Producción de Energía Eléctrica del COES por Empresas en el 2013

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La potencia efectiva de generación COES a diciembre 2012 suma 7116,7 MW. El 44,1% corresponde a centrales hidroeléctricas, seguidas por las centrales termoeléctricas con una participación de capacidad efectiva del 54,8% y por las centrales solares con el 1,1%. La evolución de la Potencia instalada y potencia efectiva desde 1994 al 2013 es la siguiente: Potencia Instalada y Potencia Efectiva del SEIN Año

Potencia Instalada (MW)

Potencia Efectiva (MW)

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

2,725.97 2,772.27 2,909.78 3,864.89 4,787.70 4,941.71 5,268.62 5,307.74 5,205.20 5,288.61 5,245.33 5,379.11 5,465.27 5,371.07 5,342.81 6,000.60 6,699.20 6,746.32 7,330.20 8,050.00

2,391.40 2,438.80 2,593.30 3,397.10 3,725.58 4,017.52 4,303.35 4,382.80 4,402.12 4,381.16 4,336.21 4,470.64 4,799.13 5,152.38 5,159.95 5,848.35 6,463.40 6,444.38 7,116.70 7,813.07

Evolución de la potencia instalada y potencia efectiva del SEIN

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La demanda de electricidad es variable a lo largo de las horas de un día típico, el cual se cuantifica mediante el Diagrama de Carga.

Sistemas de generación para satisfacer carga del día de Máxima Demanda del SEIN en el 2013

Evolución de la Demanda Máxima y Producción Eléctrica del SEIN del 2013

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1.2.

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ELEMENTOS BASICOS DE UNA CENTRAL TERMOELECTRICA

ELEMENTOS BASICOS DE UNA CENTRAL TERMOELECTRICA A GAS En términos generales una Central Termoeléctrica. a gas, está conformada por los siguientes elementos básicos:  EL COMPRESOR. Se encarga de concentrar la masa de aire requerida para el proceso de combustión  LA CAMARA DE COMBUSTION. Donde se realiza la mezcla adecuada de aire y combustible y la ignición, para un proceso de combustión a presión constante  LA TURBINA A GAS. Es la turbomáquina donde los gases de combustión se expanden en el conjunto rotor, produciendo un cambio de momentum angular aprovechado en su eje como potencia mecánica  EL GENERADOR ELECTRICO. Donde se produce la electricidad

Esquema básico de una Central turbogas

Foto de una Central Termoeléctrica de Ciclo Simple (Sta. Rosa, 125 MW)

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Turbocompresor a gas con compresor centrífugo y turbina axial (ejemplo el existente en la Turbina a gas para instrucción en el Laboratorio de Energía de la FIM-UNI

ELEMENTOS BASICOS DE UNA CENTRAL TERMOELECTRICA A VAPOR En cambio una C. T. a vapor básica, está conformada por los siguientes elementos básicos:  LA CALDERA. Produce el vapor a partir de la combustión de petróleo, gas natural o carbón  LA TURBINA A VAPOR. Es la turbomáquina donde el vapor se expande en el conjunto rotor, produciendo un cambio de momentum angular aprovechado en su eje como potencia mecánica  EL GENERADOR ELECTRICO. Donde se produce la electricidad  EL CONDENSADOR. Condensa el vapor de descarga de la T.V. ganando así salto entálpico  SISTEMA DE BOMBEO. Impulsa el condensado hacia la caldera

Esquema de una C.T. de vapor

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Foto de la Central Turbovapor Ilo 21 (135 MW)

1.3. CLASIFICACION DE LAS CENTRALES TERMOELECTRICAS Existen diferentes formas de clasificar a las centrales termoeléctricas, por ejemplo: 1) DE ACUERDO AL FLUIDO DE TRABAJO QUE ATRAVIESA LA TURBINA  Central turbo gas o central con turbina a Gas. Cuando los gases de combustión se expanden en el o los rodetes de la turbina propiamente  Central turbovapor o central con turbina a vapor. Cuando el vapor se expande en el o los rodetes de la turbina propiamente 2) DE ACUERDO A LA COMBUSTION  Central de Combustión Interna. Cuando los gases de combustión participan directamente en la generación de potencia mecánica. Es el caso del ciclo JouleBrayton abierto  Central de combustión externa. Cuando los gases de combustión no participan directamente en la generación de potencia mecánica. Es el caso del ciclo Rankine 3) DE ACUERDO A LA PRODUCCION DE ENERGÍA FINAL  Central termoeléctrica. Produce solamente energía eléctrica  Central de cogeneración. Produce energía eléctrica y también energía térmica final para uso en procesos 4) DE ACUERDO AL CICLO TERMODINAMICO  Central de ciclo Ránkine  Central de ciclo Joule Brayton abierto o cerrado  Central de ciclo combinado. Genera potencia eléctrica aprovechando ambos ciclos Joule Brayton y Rankine 5) DE ACUERDO AL TIPO DE COMBUSTIBLE UTILIZADO  Central carboeléctrica. Cuando la caldera quema carbón

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

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Central nuclear. Cuando la generación de vapor se realiza por transferencia de energía desde la fisión nuclear en el reactor hacia las camisas de agua para su vaporización

6) DE ACUERDO A LA SALIDA DE VAPOR DE LA TURBINA  Planta con turbina de condensación. Cuando la presión del vapor a la salida de la T.V. es menor que la atmosférica  Planta con turbina de escape libre. Cuando la presión del vapor a la salida de la T.V. es igual a la atmosférica  Planta con turbina de contrapresión. Cuando la presión del vapor a la salida de la T.V. es mayor que la atmosférica

Foto de una Central Termoeléctrica de Ciclo Combinado (Chilca I, 822 MW)

Esquema térmico de la Central Termoeléctrica de Ciclo Combinado Chilca I

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Esquema de la Planta Turbovapor instruccional de la FIM-UNI (Laboratorio de energía)

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2.1

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TECNOLOGIA DE GENERACION CON FUENTES DE ENERGIA RENOVABLE Y NO RENOVABLE

LAS ENERGIAS RENOVABLES Y NO RENOVABLES

En el siguiente cuadro se muestra algunas de las diferencias que actualmente podemos observar, entre el aprovechamiento de las energías renovables y las energías no renovables. ENERGIAS RENOVABLES

ENERGIAS NO RENOVABLES

PUNTO DE VISTA DEL RECURSO Son fuentes de energía inagotables, Son recursos agotables, dado su cualquiera sea su nivel de aprovechamiento masivo peligra su extinción aprovechamiento La ubicación geográfica de los recursos Los recursos no renovables de energía se renovables es más distribuida y de encuentran geográficamente más localizados alcance mundial y concentrados. En el espacio natural poseen menor Poseen una mayor concentración energética concentración energética por unidad de por unidad de masa o volumen masa Son fuentes de energía, pero más aún Son exclusivos para aprovechamiento son fuentes de vida. energético PUNTO DE VISTA TECNOLOGICO Mayormente su explotación no requiere Su explotación requiere de una de una infraestructura sofisticada infraestructura sofisticada Los rendimientos totales para su Los rendimientos totales para transformación transformación en energía eléctrica son en electricidad son relativamente mayores más bajos; excepto en el caso de la hidroenergía, que es la más eficiente. Se ajustan mejor a soluciones energéticas Su aprovechamiento en transformación puntuales, aunque son perfectamente energética es de mayor escala asequibles a sistemas integrados. Actualmente, se han logrado incrementos Rendimientos más estáticos, no obstante en sus rendimientos, así como fabricación siguen siendo mayores y uso masivos Generalmente son de fácil manejo y Su manejo es sofisticado y se requiere de requieren de menor número de personal. mano de obra técnica y calificada. PUNTO DE VISTA ECONOMICO Y SOCIAL Actualmente, los costos de generación Los costos de generación eléctrica son eléctrica con estas energías, se están comparativamente más reducidos reduciendo con gran celeridad y haciéndose muy competitivas A nivel de bajas demandas de energía Para esta situación, los costos específicos final, demandas individuales, los costos por unidad de energía final son altos, debido 17

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específicos por unidad de energía fundamentalmente a los costos de los comparativamente se están reduciendo. combustibles y de la mano de obra a lo largo Las altas inversiones se compensan con de la vida útil. los bajos costos de operación mantenimiento y el casi nulo costo de la energía primaria a lo largo de la vida útil Dadas las características de lejanía y Estas energías no son convenientes para dispersión de los habitantes en el sector satisfacer demandas puntuales del sector rural, el aprovechamiento de las energías rural, principalmente por el efecto de los altos renovables se presenta como alternativas costos que supone su transporte y de mayor viabilidad técnico - económica distribución Actualmente requieren de un mayor grado Poseen promoción dado que se consideran de promoción y desarrollo tradicionales PUNTO DE VISTA MEDIOAMBIENTAL No es polucionante. La ventaja sustancial Es polucionante, ha colaborado y sigue del uso de las energías renovables es su colaborando en la contaminación conversión limpia, renovable y duradera, medioambiental y degradación ecológica: sin prácticamente ningún deterioro del emisiones de gases tóxicos, ruidos, etc. medio ambiente RECURSO Y TECNOLOGÍA SOLAR

Balance electromagnético y energético del recurso solar

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CONVERSION DIRECTA DE LA ENERGIA SOLAR

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BAJA TEMPERATURA

TERMICA

MEDIA TEMPERATURA

   

AGUA CALIENTE CALEFACCION CLIMATIZACION SECADO

  

REFRIGERACION SECADEROS VAPOR DE BAJA PRESION EVAPORADORES

 ALTA TEMPERATURA   

FOTOVOLTAICA

CENTRALES TERMOELECTRICAS HORNOS SOLARES PROCESOS ALTA TEMPERATURA

PRODUCCION DE ELECTRICIDAD

Formas de conversión tecnológica de la energía solar

TECNOLOGIA BIOMASICA TIPO DE RECURSO

TRATAMIENTO

RESIDUOS FORESTALES

SIN TRATAMIENTO

RESIDUOS AGRICOLAS

REFINO

RESIDUOS IND. AGRIC.

DENSIFICACION

RESIDUOS IND. FOREST.

PIROLISIS

CULTIVOS ENERGETICOS

GASIFICACION

APROVECHAMIENTO

PRODUCCION TERMICA

EFLUENTES AGROGAN. EFLUENTES IND. AGROALI. DEPURAC. AGUAS RES.URB. DESGASIF. VERTEDEROS CULTIVOS ENERGETICOS EXCEDENTES AGRICOLAS SUBPROD. IND. AGROALIM.

DIGESTION ANAEROBIA

FERMENTAC. ALCOHOLICA

PRODUCCION ELECTRICA

TRANSPORTE

EXTRACCION/ESTERIFI CACION

Formas de conversión tecnológica de la energía biomásica

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2.2

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GENERACION INTEGRADA NACIONAL CON ENERGIAS RENOVABLES

En aplicación de la primera subasta de energías renovables en base al D.L. 1002, en febrero del 2010, se llevó a cabo la primera subasta de energías renovables en el Perú para la generación eléctrica interconectada, amparada en el D.L. 1002. En la figura siguiente se muestra la distribución de dichos proyectos adjudicados.

Proyectos de generación eléctrica con RER en el Perú, en base a D.L. 1002, primera subasta

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APLICACIÓN DE LA SEGUNDA SUBASTA EN BASE AL D.L. 1002 El 24 de agosto 2011 se realizó la segunda subasta de energía eléctrica renovable -RERdirigida por el OSINERGMIN, donde se adjudicó otros 10 proyectos más que cubren el 58% de la correspondiente demanda requerida de energía eléctrica, acordada bajo esta modalidad. En tecnología de generación eólica ganó el Consorcio Tres Hermanas con el proyecto denominado Parque Eólico Tres Hermanas, ubicado en la Región Ica. El punto de suministro será Marcona 220 kV; el precio adjudicado de US$ 69 /MWh y la energía adjudicada de 415.76 GWh al año. En tecnología biomasa con residuos urbanos ganó el Consorcio Energía Limpia con el proyecto La Gringa V, con punto de suministro Lima 220 kV. El precio adjudicado fue de US$ 99.99/MWh y la energía de 14.02 GWh al año. En tecnología solar ganó Solarparck Corporación Tecnológica con el proyecto Moquegua FV con punto de suministro Ilo ELP 138 kV. El precio adjudicado fue de US$119.90/MWh y energía 43 GWh al año. En tecnología hidroeléctrica (minicentrales hidráulicas), los postores ganadores son:  Aldana Contratistas Generales, con el proyecto central hidroeléctrica Canchayllo (25.16 GWh al año)  Arsac Contratistas Generales con Huatziroki I (72.27 GWh)  Peruana de Inversiones en Energía Renovables con Manta (127.50 Gwh)  Renovables de Los Andes con el proyecto central hidroeléctrica RenovAndes H1 (150 GWh al año)  Andes Generating Corporation (Ancorp) con 8 de agosto (140 GWh) y con El Carmen (45 GWh)  Empresa Generación Eléctrica Junín con Runatullu III (120 GWh) Los precios adjudicados en estos seis proyectos de tecnología hidroeléctrica varían entre US$ 47.40 y US$ 56.45 por MWh. 2.3

FORMAS DE CONVERSION TECNOLOGICA DE LA ENERGIA

A través del tiempo, la conversión tecnológica de la energía desde las fuentes naturales (energía primaria), hasta la obtención de energía fina (electricidad), ha ido evolucionando en base al siguiente orden: 1º. Rendimiento de transformación: eficiencia y potencia dada la disponibilidad de la fuente primaria 2º. Economía de funcionamiento: a partir de la escases de la fuente primaria 3º. Calidad de aprovechamiento: reflejado en disponibilidad de la energía fina, vida útil del sistema de conversión 4º. Protección del medio ambiente: mitigación o desaparición de los contaminantes del medio ambiente que aparecen con el proceso de conversión de la energía En el presente así como en el futuro, de seguro que la simultaneidad de estos cuatro componentes, irá cada vez optimizándose En siguiente cuadro se ha elaborado un diagrama de las formas convencionales de conversión tecnológica de la energía. 21

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Energía Eólica

Combustibles Fósiles

Energía Hidráulica

Líquidos

Sólidos

Combustibles Nucleares

Gaseosos

Energía solar

Energía Biomásica

Energía

Primaria

FORMAS DE CONVERSION TECNOLOGICA DE LA ENERGIA

Formas de consumo energético

Energía terciaria (2da Transformación)

Energía Secundaria. (1da Transformación)

Refinería

Gasería

Coquería

Generador de vapor

Biodigestor

Combustibles Gaseosos

Central Eólica

Central Hidráulica

Líquidos

Coque

Central Diesel

Gas

Vapor

Central a gas

Central a vapor

Central solar Fotovoltaica

Electricidad

Proceso Industrial

Energía térmica

Calefactores

Calor

Motores

Fuerza Motriz

Lámparas

Iluminación

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