UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA ICA-PERU CURSO:SEMINARIO DE ENERGIA RENOVABLE ESCUELA PROFESIONAL.

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA ICA-PERU CURSO:SEMINARIO DE ENERGIA RENOVABLE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA TEMA: “ENERGIA HIDRÁULICA Y MAREMOTRIZ, INDUMOTRIZ TEMA: “ENERGIA HIDRÁULICA Y MAREMOTRIZ, INDUMOTRIZ” DOCENTE: Ing. JUAN JOSE DIAZ RODRIGUEZ INTEGRANTES : grupo 7 OSCO ABARCA, NAHOLLY -CANCHO GALLEGOS, DENIS -VELA ENCINA, ASUNCIONA -RICHARTE ESCUDERO, CRYSTELL INTEGRANTES : grupo 1 HUAMANI CALLE CAROLAY. HUAMANI ALEXANDRA RAVELLO RIOS KARELIA ZULEMA. SOLIS YARIHUAMAN EDITH. ROBLES GUTIERRES DHALIA.

2 EVALUACIÓN DEL RECURSOEVALUACIÓN DEL RECURSO..

3 conceptos basicos.

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5 DESARROLLO HISTORICO La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. E. l renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad. La tecnología de las principales instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo XX. A principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de hidroelectricidad eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, la hidroelectricidad representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), República Democrática del Congo (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6.500 MW y es una de las más grandes.

6 DISPONIBILIDAD TECNOLOGICA Principales componentes para la energia hidroelectrica Estos componentes suelen dividirse en dos grupos. El primero está compuesto por las obras y equipamientos que tienen como función almacenar y encaminar el agua. Este grupo suele denominarse Presa–Embalse. El segundo grupo está integrado por las instalaciones cuya misión es la obtención de energía eléctrica luego de las transformaciones de la energía. Este conjunto constituye la Central propiamente dicha y abarca: turbinas hidráulicas, alternadores, transformadores, sistemas eléctricos, medios auxiliares y cuadros de control. Presas Una presa es una estructura que sirve de barrera, impidiendo el curso del agua por sus cauces normales. Las presas tienen un doble propósito. En primer lugar, permiten la creación de un salto de agua y cuanto mayor sea la altura de éste, superiores serán las potencias logradas en la central nutrida por dicho salto. En segundo lugar, permite contar con un embalse con el fin de controlar el empleo del agua.

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9 FUNDAMENTOS TECNICOS Generación Electrica Segúnlapotenciainstalada,lascentrales hidroeléctricas pueden ser: Centrales hidroeléctricas de gran potencia: más de 10MW de potencia eléctrica. Minicentrales hidroeléctricas: entre 1MW y 10MW.. Microcentrales hidroeléctricas: menos de 1MW de potencia. Componentes principaLes deLa centraL hidroeLéctricaComponentes principaLes deLa centraL hidroeLéctrica La presa. Rebosaderos. Destructores de energía. Sala de máquinas. Turbina Alternador.. Generación eléctrica se realiza con las centrales de generación hidráulica, las cuales utilizan la energía cinética y el potencial gravitatorio del agua parahacergirarelrotordelparahacergirarelrotordel alternadorycomoconsecuenciade ello, genera electricidad. Asuvez,las generación centraleselecticasdehidráulicasepuedecentraleselecticasdehidráulicasepuede clasificar en dos tipos según estén o no asociados a un embalse, centrales hidráulicas de embalse y de pasada.

10 ALternador FUNDAMENTOS TECNICOS Generación E. lectrica Depende de los Tipos de central hidroeléctrica: Centrales de agua fluyente. Centrales de embalses. Centrales de bombeo o reversibles. Turbina HidroeLectrica

11 FUNDAMENTOS TECNICOS Generación E. lectrica ESQUEMA DE GENERACIÓN HIDRAULICA DE EMBALSE AÑO HIDROLOGICO. LA CLASIFICACIÓN DEL AÑO HIDROLOGICO

12 FUNDAMENTOS TECNICOS transmisión ele. ctrica Losproyectoshidroeléctricos construcción transmisión delíneas paratransportar implicannecesariamentela de la energía a los centros de consumo. La transmisión eléctrica se realiza a elevados voltajes con el fin de minimizar las pérdidas de energías. La pérdida de energía está relacionada con el efecto joule, la densidad de corriente eléctrica, la resistencia eléctrica y la minimización de pérdidas de energías. Efecto jouleDensidad de corriente eléctrica Cantidad de corriente eléctrica que pasa por un conducto eléctrico por unidad de área o superficie Resistencia eléctrica

13 FUNDAMENTOS TECNICOS DISTRIBUCIÓN ele. ctricaDISTRIBUCIÓN ele. ctrica

14 ELEMENTOS DE DISEÑO.

15 . 1.Embalse: es una estructura hidráulica que contiene un gran depósito de agua, donde se almacenan aguas de ríos. Entre otros fines, el embalse es usa para la producción de energía Hidraulica. 2.Presa: La presa es un elemento esencial de la central hidráulica. Se encarga de contener el agua de un río y almacenarla en un embalse. Su construcción crea un determinado nivel del agua antes de la contención, y otro nivel diferente después de la misma. Ese desnivel se aprovecha para producir energía. 3.Rejas Filtradoras: Destinada a impedir que material flotante entre y de esta manera pueda proteger equipamientos delicados

16 ELEMENTOS DE DISEÑO. 4.Tubería Forzada: Una tubería forzada, es una tubería de acero o conducto utilizado para llevar agua hacia una rueda o turbina. La tubería forzada recibe el agua desde la puerta de agua de un reservorio y la lleva hacia el generador de energía hidráulica, que se encuentra instalado en la central hidroeléctrica. 5.Conjunto de grupos turbina-alternador:El conjunto turbina alternador e un dispositivo es el cual podemos transformar la energía de movimiento o energía mecánica de rotación que le transfiere la turbina en energía eléctrica. Aquí tenemos un ejemplo claro de transferencia de energía de un cuerpo a otro y de rendimiento, es decir, de energía suministrada y de energía útil u obtenida. Turbina Hidráulica Eje

17 ELEMENTOS DE DISEÑO. 6. Turbina Hidráulica: Es una turbomaquina motora hidráulica, que aprovecha la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador eléctrico que transforma la energía mecánica en eléctrica y son el órgano fundamental de una central hidroeléctrica. energía mecánica en eléctrica y son el órgano fundamental de una central hidroeléctrica. 7. Eje: es un elemento constructivo destinado a guiar el movimiento de rotación de un conjunto de piezas. 8. Generador eléctrico: es la máquina eléctrica rotativa que transforma energía mecánica en energía eléctrica. Lo consigue gracias a la interacción de sus componentes principales: el rotor (parte giratoria) y el estátor (parte estática).

18 ELEMENTOS DE DISEÑO.

19 IMPACTO AMBIENTAL. La electricidad de origen hidráulico se ha considerado siempre una alternativa energética limpia. Sin embargo, existen diversos efectos ambientales derivados de la construcción y la infraestructura de las centrales hidroeléctricas. Entre ellos podemos señalar: Altera el territorio, modifica el ciclo de vida de la fauna, dificulta la navegación fluvial y el transporte de materiales aguas abajo (nutrientes y sedimentos, como limos y arcillas). Además, reduce el caudal de los ríos, modifica el nivel de las capas freáticas, la composición del agua embalsada y el microclima. Los costes ambientales y sociales de este tipo de centrales oreducirsesise yseimplantan evalúanmedidasevalúanmedidas puedenevitarse cuidadosamente correctivas.

20 INSTALACIÓN PCH Una Pequeñ. a Central Hidroeléctrica (PCH), es una instalación que permite aprovechar pequeñas cantidades de agua en movimiento que circulan por los ríos, el flujo de agua al pasar por las turbinas, provoca un movimiento de rotación que se transforma en energía eléctrica por medio de generadores, con una potencia instalada entre 1 MW y 30 MW. funcionamiento de la PCH Este proceso dinámico se lleva a cabo mediante la transformación de la energía hidráulica en energía mecánica realizada por la turbina, después es el generador quien la convierte en energía eléctrica y serásuministrada fundamentalque alasredesdetrasmisión.Es losparámetroseléctricosde voltaje y frecuencia sean constantes, por lo que se hace útil los reguladores de tensión y velocidad. Estos parámetros tienden a cambiar debido a la demanda de la energía, para realizar la regulación de tensión se debe tener un control sobre los reactivos de la maquina eléctrica, mientras que para la regulación de la velocidad debe tener un control sobre el caudal que mueve a la turbina.

21 El análisis, selección y aprovechamiento de las cuencas hidrográficas parte de estudios de topografía, hidrología, geología y de. suelos, siendo esta la base del diseño de las obras civiles para la construcción de una PCH. -Estudios de cartografía y topografía: El estudio de cartografía consiste en la recopilación de la información en institutos destinados para tal fin y otras entidades que hayan desarrollado proyectos en la región. Puesto que existen zonas aisladas sin los estudios anteriores, se realiza el levantamiento topográfico que permite conocer áreas, trazado de la conducción, perfil de la tubería, caída neta, sección transversal y la información útil para la ubicación de las obras. -Estudio de Demanda: Brinda la información de consumo actual de la población a la cual se le suministra el servicio, con esto se realiza la proyección de la demanda al periodo de tiempo que se requiera. - Estudio de geología y geotecnia: Es fundamental para conocer las características físicas y mecánicas del suelo donde se va a llevar a cabo el proyecto. -Estudio Hidrológico y Pluviométrico: Se analiza la cuenca donde se localiza el proyecto con sus respectivos datos estadísticos de los caudales (mínimo, máximo y medio) durante varios años. En lugares donde no se tenga esta información se opta por información pluviométrica para obtener el caudal aproximado. -Estudio de Potencial Hidroenergético: Con los datos de caudal, caída neta y rendimiento de turbina y generador, se obtiene la potencia que puede ser generada. Sin embargo, la selección de la potencia de diseño está condicionada por factores como el costo de la obra, el de la energía producida, las medidas ambientales y los parámetros operacionales de las turbinas y el generador. -Estudio de Impacto Ambiental: Este estudio acompaña todas las etapas del proyecto y permite cuantificar el impacto que este tiene en el medio ambiente, al igual que provee alternativas para reducirlo, mitigarlo o evitarlo. -Estudio Socioeconómico: Debe considerarse los efectos indirectos y de valorización social, de beneficios y costos que conlleva la implementación del proyecto. Sin embargo, una evaluación financiera ofrece indicadores de viabilidad para su realización. Estudios en un proyecto de PCH

22 Three Mills, Stratford, uno de los primeros molinos de mareas registrados del mundo.

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28 ¿Cómo funciona una central mareomotriz? Las centrales mareomotrices pueden transformar la energía de las mareas oceánicas gracias a los llamados principios de la energía cinética y potencial. Es esencial, además, que estén construidas en rías o bahías donde la diferencia entre la pleamar y la bajamar (nivel máximo y mínimo del mar) sea de al menos 5 metros. Ahora bien, existen tres tipos de centrales mareomotrices, en función de cómo generen la energía: 1) Presa de marea: la marea sube, se abren las compuertas del dique y el agua penetra hasta el embalse. Una vez que llega a su nivel máximo, se cierran. Llega la bajamar y el nivel del mar desciende, para, a continuación, abrirse las compuertas. El agua de su interior, al nivel de la pleamar, sale hacia el mar poniendo en funcionamiento las turbinas mareomotrices. Es el tipo de central menos común debido a que no existen muchos lugares en el mundo que tengan las condiciones ideales para construirse.

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32 TECNOLOGÍAS PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA MAREOMOTRIZ: En la actualidad, existen dos métodos principales para producir electricidad a partir de las mareas: La primera, son los dispositivos de rango mareal que utilizan la diferencia de niveles de agua entre la marea alta y la marea baja. El segundo, los dispositivos de corriente mareomotriz que utilizan la energía del agua que fluye en las corrientes de marea para generar electricidad directamente. De este modo, una represa mareal es uno de los dispositivos de alcance de mareas más conocidos. La tecnología de las represas mareomotrices utiliza estructuras similares a una represa en tierra firme, que suelen construirse a la entrada de una bahía o un estuario. Sus túneles contienen turbinas que generan la energía creada por las alturas de las mareas, las cuales son cambiantes.

33 TECNOLOGÍAS PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ: WAVE DRAGON.237 Toneladas.Brazos 58m de largo.Hace uso de tecnologías madura, (turbinas).No tiene piezas móviles, obtiene energía potencial..Se instala en aguas profundas ( 40m) para aprovechar mas la energía de las olas antes de que se pierda cerca de la zona costera.

34 FUNCIONAMIENTO: -Los brazos concentran las olas. -El oleaje sobrepasa el borde de la estructura. -El agua es almacenada. -Se libera hacia el mar haciéndolas pasar por turbinas.

35 PELAMIS PELAMIS: Es un conjunto de cilindros semi-sumergidos, unidos por bisagras. Diseñado para aguas de 50-70m de profundidad. Esta hecho para soportar las inclemencias del mar, con el mínimo de mantenimiento posible, se sacrifica eficiencia. Tres unidades independientes de generación de 250 kW c/u. 150 m de largo. 3.5 m de ancho. 700 toneladas. Anclada al lecho marino. Conectada a la red por un cable marino.

36 FUNCIONAMIENTO: Las bisagras permiten movimiento horizontal y vertical. Con el movimiento de las bisagras entran en acción las bombas hidráulicas moviendo un fluido a alta presión dentro de un circuito. El fluido activa un generador hidráulico de 250 kW.

37 POWERBUOY POWERBUOY: Consiste en una boya exterior que se mueve verticalmente siguiendo las ondas de las olas. Se usa en aguas en profundidades de alrededor de 14 m. Todo el dispositivo se fija al fondo mediante un ancla de 100 toneladas. La energía obtenida es llevada a tierra por un cable submarinoFUNCIONAMIENTO: Un cilindro hidráulico interior comprime un fluido que, a su vez, hace girar un generador.

38 EFECTO ARQUIMEDES EFECTO ARQUIMEDES: Se sitúa entre 40 y 100 m bajo el nivel del mar, por lo que no está expuesta a condiciones meteorológicas adversas. Está sujeta al lecho marino mediante un pedestal. Su único elemento móvil es una carcasa superior llena de aire que actúa como flotador. Puede generar hasta 1.2 MW, se dirige a la superficie por un cable submarino FUNCIONAMIENTO: Al elevarse la ola, la columna de agua aumenta y con ella la presión. Cuando la ola desciende el efecto es inverso. Debido a esta presión, el cilindro flotador desciende. Cuando la ola baja el aire comprimido se expande y vuelve a empujar al cilindro hacia arriba. Un generador de movimiento vertical produce la electricidad.

39 CENTRALES MAREOMOTRICES EN OPERACIÓN: ESTACIONCAPACI DAD (MW) PAISUBICACIONCOM Rance Tidal Power Station 240FranciaRance River1966 Annapolis Royal Generating Satation 20CanadáAnnapolis River1984 Jiangxia Tidal Power Station 3.2ChinaWuyantou, la ciudad de Wenling, provincia de Zhejiang, China. 1972 Kislaya Guba Tidal Power Station 1.7RussiaKislaya Guba, Russia 1968 Uldolmok Tidal Power Station 1.0Korea del sur Uldolmok2009

40 CENTRAL MAREOMOTRIZ RANCE:

41 ESTACION GENERADORA DE ANNAPOLIS ROYAL:

42 CENTRAL MAREOMOTRIZ DE JIANGXIA:

43 CENTRAL MAREOMOTRIZ DE KISLAYA GUBA:

44 CENTRAL MAREOMOTRIZ ULDOLMOK:

45 CENTRALES UNDIMOTRIZ EN OPERACIÓN: ESTACIONCAPACI DAD (MW) PAISTIPOCOMM Granja de olas Ada Foah 0.4Ghana Absorbedor puntual 2016 Granja de Olas Agucadoura 2,25Portugal Atenuador de seguimiento de superficie 2008 Azura0,03Estados Unidos Absorbedor puntual 2015 Perno Salvavidas 0,5Estados Unidos Absorbedor puntual 2016 Islay Limpet0,3Reino Unido Columna de agua oscilante 2000

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47 VENTAJAS Es gratuita e inagotable Es completamente renovable Totalmente es ecológica y amigable con la atmósfera Una energía de mantenimiento económico Produce electricidad fiable y es completamente predecible Es una energía eficiente a muy baja velocidad Una energía segura y muy eficiente No genera residuos tóxicos Tiene una prolongada vida útil No requiere grandes espacios físico VENTAJAS DE LA ENERGÍA MAREOMOTRIZ Y UNDIMOTRIZ

48 DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA MAREOMOTRIZ Y UNDIMOTRIZ

49 MEDIO AMBIENTE

50 El aprovechamiento del agua como recurso natural, implica tener en cuenta los factores que participan; entre los que podemos citar, la influencia de los astros que producen los movimientos en el mar, o también la presencia de los vientos que producen el oleaje, entre otros; lo mas saliente de este uso del mar, es que no contamina. si bien la inversión de capitales que hay que realizar es grande y que, en nuestro país, es difícil invertir, el uso de energías limpias, es una fuente de ahorro. Los combustibles fósiles, son los principales productores de energía, también, como dijimos, son responsables en gran parte del calentamiento de la tierra. Si tomamos como base el uso de energías renovables, no sólo evitaríamos la contaminación, sino que también ahorraríamos mucho. Si tenemos en cuenta que el petróleo, además, constituye un factor sumamente contaminante, solamente tenemos que ver la información sobre los derrames en diferentes ríos y mares; y los hechos desastrosos que causa, no solo en el agua, sino también en la flora y en la fauna. El aprovechamiento del agua como recurso natural, implica tener en cuenta los factores que participan; entre los que podemos citar, la influencia de los astros que producen los movimientos en el mar,ríos o también la presencia de los vientos que producen el oleaje, entre otros; lo mas saliente de este uso del mar, es que no contamina. si bien la inversión de capitales que hay que realizar es grande y que, en nuestro país, es difícil invertir, el uso de energías limpias, es una fuente de ahorro. Los combustibles fósiles, son los principales productores de energía, también, como dijimos, son responsables en gran parte del calentamiento de la tierra. Si tomamos como base el uso de energías renovables, no sólo evitaríamos la contaminación, sino que también ahorraríamos mucho. Si tenemos en cuenta que el petróleo, además, constituye un factor sumamente contaminante, solamente tenemos que ver la información sobre los derrames en diferentes ríos y mares; y los hechos desastrosos que causa, no solo en el agua, sino también en la flora y en la fauna. CONCLUSION

51 https://www.lifeder.com/energia-undimotriz/ http://www.citeenergia.com.pe/wp-content/uploads/2021/06/Energia- mareomotriz.pdf Referencia de mareomotriz y undimotriz

52 Gracias