Centrales de Energía

Asignatura:                             CENTRALES DE ENERGIA

Código:                                  EM438

Carrera:                                   INGENIERIA ELECTROMECANICA

Departamento:                       Ingeniería Electromecánica

Plan de estudio:                     2013

Régimen de dictado:             Cuatrimestral

Carga horaria total:                120 Horas

Carga horaria semanal:           8 horas

Vigencia:                                2024 - 2025

 CONTENIDOS MINIMOS (RES. CS N° 073/12)

Energías alternativas, Centrales hidroeléctricas. Concepción y diseño general de centrales hidroeléctricas. Equipamiento electromecánico. Energía solar. Energía eólica. Energía nuclear.

 UNIDAD 1:

Fuentes energéticas, Energía Primaria y Secundaria. Balance energético. Matriz energética primaria y matrices de energía eléctrica mundial, nacional y provincial. Rol de las Energías renovables. Proyecciones de demanda futura. Despacho de centrales: de las centrales de energía al consumidor final.

 UNIDAD 2:

Estudios de Factibilidad de Centrales Hidráulicas: Saltos de agua. Consideraciones generales, Formación del salto, disposición del conjunto de elementos que constituyen una central hidráulica. Clasificación. Reconocimiento del tramo de un rio en que se ha de desarrollar un salto, Investigaciones. Aprovechamiento simultaneo de un rio y sus afluentes. Aforos de cursos de agua. Distintos procedimientos: flotadores, hidrómetros, etc. Curvas de caudales. Coeficientes de regulación.

 UNIDAD 3:

Potencia y energía suministrada por una central hidráulica, Altura del salto aprovechable de un tramo de un rio. Potencia del salto de agua. Capacidad de la central en relación a la curva de consumo. Factor de utilización hidráulica anual. Centrales interconectadas y aisladas. Central auxiliar. Centrales de acumulación y bombeo. Presas: Clasificación según su uso, zona geográfica, materiales.

 UNIDAD 4:

Elementos de una central hidráulica: Conductos forzados o tuberías de presión: Generalidades, cálculo del diámetro, cálculo del espesor teórico. Tubería forzada de acero características, esfuerzos y uniones. Tuberías zunchadas. Juntas de dilatación. Compuertas y válvulas, válvula compuerta, válvula mariposa, llaves de bola, llaves de cilindro, válvula Jhonson, válvula de embolo cilíndrico.

 UNIDAD 5:

Elementos de una central hidráulica: Vertederos: de cresta libre o escurrimiento libre. Vertederos con rápida o cascada. Vertedero de canal lateral. Vertedero de pozo. Vertedero de sifón. Compuertas para la cresta de los vertederos: Generalidades, compuertas verticales de deslizamiento. Compuertas radiales. Compuertas de sector. Compuertas cilíndricas o de tambor. Compuertas de alzas. Cierres provisorios. Descargadores de fondo. Obras de toma para captación de agua para conductos. Elección de los órganos de cierre y disposición de los mismos. Escala de peces. Esclusas de Navegación: Generalidades. Sistemas de llenado y vaciado. Tiempo de llenado. Esclusas de pozo. Compuertas de las esclusas: puertas de busco, puertas abatibles. Puertas de segmento, puertas levadizas y puertas de cilindro.

 UNIDAD 6:

Elementos de una central hidráulica: Maquinas hidráulicas: Turbinas Francis, generalidades, número específico de revoluciones, formas de rodetes. Turbinas Hélice y Kaplan: Características, regulación, curva de eficiencia. Turbinas Pelton: Generalidades, forma de rodetes. Parámetros de cavitación en turbinas de reacción. Determinación del tipo y características de las turbinas. Regulación de turbinas.

 UNIDAD 7:

Elementos de una central hidráulica. Casa de máquinas: Generalidades. Instalación de las turbinas. Casa de máquinas con turbinas de cámara abierta. Centrales con turbinas de caja espiral de H°A°. Centrales con turbinas cerradas. Casa de máquinas con turbinas Pelton. Organización de las tuberías a presión en la central. Características de las distintas centrales hidroeléctricas nacionales.

 UNIDAD 8:

Microturbinas: Estudio del recurso. Medición de altura y caudales de un proyecto. Tipos de microturbinas. Diseño de la turbina Mitchell Banki. Diseño de diques, canales de derivación y tuberías. Generadores eléctricos sincrónicos y asincrónicos. Reguladores de frecuencia. Sala de máquinas. Proyectos de la zona.

 UNIDAD 9:

Energía eólica: Medición de velocidades de viento. Diseño de aerogeneradores. Construcción de palas. Generadores de corriente continua y alterna. Sistemas aislados y granjas eólicas. Almacenamiento de energía en baterías. Proyectos desarrollados en el país.

 UNIDAD 10:

Energía Solar: Conceptos básicos, Medición de la irradiación. Aplicaciones: Energía solar térmica, tipos de colectores solares, parámetros de diseño. Energía solar fotovoltaica. Generalidades, diseño de sistemas fotovoltaicos, sistemas aislados e interconectados a la red.

Acumuladores, reguladores e inversores.

.UNIDAD 11:

Biomasa: Gasificadores de leña, tipos de gasificadores, diseño de un gasificador, aplicaciones industriales. Biogás. Tipos y diseños. Tipos de Materia orgánica utilizada. Energía nuclear. Generalidades. Tipos de centrales nucleares.

 BIBLIOGRAFÍA:

Energías Renovables. Jaime González Velasco. Editorial Reverté. 2009

Turbo Máquinas Hidráulicas. Manuel Polo Encinas. Editorial Limusa. 1975

Mecánica de los Fluidos y Maquinas Hidráulicas. Claudio Mataix 2da Ed. AlfaOmega 2008

Energía Eólica. Un enfoque sistémico multidisciplinario destinado a países en vía de desarrollo. Érico Spinadel. Nueva Librería 2009

Energía Solar Fotovoltaica. Labouret Anne. Mundi-Prensa. 2008

La Planta de Biogás. Bosquejo y Detalle de Plantas Sencillas. Ludwig Sasse. Deutsches Zentrum fur Entwicklungstechnologien-GATE

Uso directo de la Energía Solar. Farrington Daniels. H. Blume Editions. 1977

Centrales Hidroeléctricas. Zoppetti Júdez Gaudencio. G.Gili S.A. Ediciones 1982

Aplicaciones de Energía Solar. Aden Meinel. Editorial Reverté S.A. 1982

Energía Renovable. Cap. 18. Yunus Cengel. Termodinámica, 8a. ed McGraw-Hill. 2015

Energía Eólica. Pedro Fernández Diez. https://www.pfernandezdiez.es/es/libro?id=6

Micro-Hydro Design Manual. A guide to small-scale wáter power schemes. Adam Harvey. 1993.