Prof. Ing. Egberto Hernández Falcón Programa Grado Asociado Introducción a la Electromecánica Industrial Prof. Ing. Egberto Hernández Falcón ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Producción de Electricidad La electricidad es algo que no se puede ver, pero si se conoce por sus efectos y manifestaciones. Se pueden emplear diferentes métodos para producir electricidad, estos son: Método Químico Método Piezoeléctrico Método Fotoeléctrico Método Térmico Método Mecánico entre otros… ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Producción de Electricidad Método Químico Donde la energía eléctrica generada por la Autoridad de Energía Eléctrica (AEE) no es accesible, se emplea el uso de pilas y baterías . Este es un método químico para la producción de energía eléctrica de Corriente Directa (DC). Las baterías son útiles en aquellos sitios donde no puede emplearse la corriente alterna. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Producción de Electricidad Método Piezoeléctrico Se produce mediante el uso de cristales reproductores y micrófonos que operan por presión o vibración de algunos materiales especiales como es el cristal de cuarzo, la turmalina, el titanato de bario y la sal de Rochelle. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Producción de Electricidad Método Fotoeléctrico La luz, al incidir sobre ciertos materiales, hace que estos puedan emitir electrones o que permita el paso de la electricidad con facilidad. El “ojo eléctrico” celda fotoconductiva permite a los electrones moverse a través de una porción de selenio cuando este material es impactado por los rayos del sol. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Producción de Electricidad Método Térmico Con la utilización de un artefacto llamado pirómetro, termopar o termocupla, que consta de dos varillas o placas de metal diferentes unidas fuertemente por uno de sus extremos. Una varilla de hierro y otra de cobre forman un pirómetro muy sencillo de construir. El pirómetro se utiliza para medir altas temperaturas de calor. Al aplicarse calor a la unión se produce un movimiento de electrones fluyendo desde el hierro hacia el exterior, a través de la carga y de regreso al termopar por extremo de cobre. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Producción de Electricidad Método Mecánico Consiste en accionar una maquina generatriz mediante un motor eléctrico, motor de gasolina, caída de agua o presión de vapor. El uso de la presión de vapor en centrales termoeléctricas es el método mas utilizado para generar enormes cantidades de energía para abastecer grandes ciudades alrededor del mundo. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Infraestructura Eléctrica de Puerto Rico En el 1893 se instaló el primer sistema de alumbrado privado por Don José Ramón Figueroa en Villalba. Desde entonces, hasta la inauguración de la Central Carite 1 en 1915, toda la electricidad disponible en Puerto Rico era producida y distribuida por las compañías privadas establecidas en los centros urbanos más importantes de la Isla. Ese mismo año estrenó el alumbrado público en nuestra ciudad capital con la instalación de ocho focos y 600 lámparas incandescentes en ocasión de una visita real a la Isla. La Sociedad Anónima de la Luz Eléctrica continuó ofreciendo este servicio en San Juan por varios años. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Infraestructura Eléctrica de Puerto Rico LA AUTORIDAD DE LAS FUENTES FLUVIALES, creada en virtud de la Ley Número 83 del 2 de mayo de 1941. En el 1946 se inició la construcción de la torre de Monacillos. Estas facilidades originalmente se utilizaron como oficinas de los operadores del sistema y contaba con una subestación de 30,000 kilovatios. Paulatinamente, estas instalaciones se convierten en el cerebro de nuestro sistema eléctrico. Desde aquí y a través de un sofisticado sistema computadorizado, se monitorea y se controla tanto la producción como la distribución de la energía eléctrica en toda la Isla. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Infraestructura Eléctrica de Puerto Rico En el 1950 se inaguró la Central Termoeléctrica de San Juan. Esto marcó el inicio de la producción de electricidad a gran escala en Puerto Rico a base de la utilización de petróleo. Durante esa década se construyó además, la Central Termoeléctrica de Palo Seco en Cataño y la de Costa Sur en Guayanilla. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Infraestructura Eléctrica de Puerto Rico El 30 de mayo de 1979, mediante la Ley número 57, la Autoridad de las Fuentes Fluviales cambió su nombre por el de la Autoridad de Energía Eléctrica. El cambio se debió a las nuevas circunstancias, en las cuales, ya las fuentes fluviales no constituyen la principal fuente energética para suplir la electricidad de Puerto Rico. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Central Termoelectrica Costa Sur – Guayanilla 990MW ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Central Termoelectrica Costa Sur – Guayanilla 990MW ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Componentes de una Central Térmica ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Componentes de una Central Térmica Caldera – se quema el combustible (carbón, fuel-oil ó gas) y así la energía química contenida en este se transforma en calor. Esta energía calorífica se utiliza para transformar el agua en vapor a altas temperaturas y presión. Combustible – puede ser solido (carbón), liquido (fuel-oil ó gasoil) o gaseoso(gas natural). Al quemar el combustible en la caldera, se transforma la energía química de este en energía térmica. Turbina de Vapor – el vapor producido en la caldera mueve los alabes haciendo girar la turbina. De esta forma, la energía contenida en el vapor pasa y se transforma en energía mecánica de rotación. La turbina esta acoplada al alternador. Alternador – esta acoplado a la turbina de vapor y es movida por esta. Su función es convertir la energía mecánica de rotación de la turbina en energía eléctrica. Transformador – los transformadores elevan la tensión de la energía eléctrica generada en el alternador hasta la tensión de la red de transmisión. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Componentes de una Central Térmica Red Eléctrica – recibe la electricidad de las centrales generadoras y la transporta hasta los puntos de consumo. Condensador – el vapor que ha cedido su energía a la turbina es dirigido al condensador, donde pasa de nuevo al estado de agua liquida antes de incorporarse nuevamente al ciclo. Bomba de circuito de refrigeración – dicha bomba asegura la circulación del agua de refrigeración entre el condensador y la fuente fría (un rio, el mar o una torre de refrigeración). Equipo de reducción de emisiones – antes de que lo gases de combustión procedentes de la caldera sean emitidos por la chimenea, son tratados para captar los elementos contaminantes. Chimenea – una vez tratados por los equipos de reducción de emisiones, los gases de combustión (en su mayoría CO2 son evacuados a la atmosfera por la chimenea. Torre de refrigeración – su función es enfriar el agua del circuito de refrigeración. El aire recorre el interior de la torre en sentido ascendente, enfriando el agua que cae en sentido contrario en forma de gotas, como si se tratara de una ducha. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Central Termoeléctrica Costa Sur – Guayanilla 990MW ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Central Termoeléctrica Aguirre– Salinas 900MW Central de Ciclo Combinado Aguirre – Salinas 592MW ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Central Termoeléctrica Cambalache – Arecibo 247.5MW ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Central Termoeléctrica – San Juan 400MW Central Ciclo Combinado – San Juan 464MW ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Central Termoeléctrica Palo Seco – Cataño 602MW ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Central Gas Natural EcoEléctrica – Peñuelas 540MW ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Centrales Generatrices de Puerto Rico Central Carbón Natural – Guayama 454MW ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Infraestructura Eléctrica de Puerto Rico La Autoridad cuenta con un moderno sistema eléctrico que sirve a toda la isla. Este sistema lo componen las fases de generación de energía, transmisión y distribución, que lleva electricidad a 1,449,211 clientes Generación La mayor parte de la energía que produce la AEE se genera en cinco centrales principales: Costa Sur, Complejo Aguirre, San Juan, Palo Seco  y Cambalache. La capacidad instalada es de 5,839 MW. El 69 por ciento de la producción es por petróleo. Transmisión El sistema de transmisión se compone de 2,444 millas de líneas de transmisión de 230KV, 115KV y líneas de subtransmisión de 38KV. Cuenta con 51 centros de transmisión. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Infraestructura Eléctrica de Puerto Rico Distribución Las líneas de distribución suman alrededor de 31,446 millas aéreas y 1,723 millas soterradas. Parte de este sistema lo componen 293 subestaciones y 27 oficinas técnicas.

Distribución de la Energía Eléctrica El recorrido de la corriente desde las centrales hasta el usuario se realiza a través de dos grandes redes de líneas eléctricas: la de transmisión y la de distribución. Las conexiones se llevan a cabo en las estaciones o subestaciones eléctricas. Uno de los grandes problemas de la electricidad es que no puede almacenarse, sino que debe ser transmitida y utilizada en el momento mismo que se genera. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Distribución de la Energía Eléctrica Líneas eléctricas - Son el conjunto de conductores, aislantes y accesorios, destinados al transporte y la distribución de energía eléctrica. Se dividen en dos tipos según su construcción: Aéreas - Los conductores se mantienen a una cierta altura del suelo. Son más económicas de instalar que las subterráneas, pero son menos fiables y necesitan más mantenimiento por estar sometidas permanentemente a los cambios meteorológicos (viento, lluvia, nieve, etc.) ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Distribución de la Energía Eléctrica Subterráneas - Los conductores van enterrados bajo tierra dentro de canales. Tienen un elevado costo de instalación, pero son las más fiables y tienen un mantenimiento menor que las aéreas. Normalmente, las líneas de transmisión y las líneas de distribución primaria son aéreas, y las líneas de distribución secundarias son subterráneas. ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved

Distribución de la Energía Eléctrica La Electricidad desde la Central Generatriz hasta nuestros hogares pasa por diferentes etapas: Generación Transmisión Sub-Transmisión Distribución ©2011 by Ing. Egberto Hernández All right reserved