situacion de las plantas generadoras
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PERSPECTIVA DE LAS PLANTAS GENERADORAS DE ELECTRICIDAD
ING. JUSTINO BAUTISTA ESPINOSA
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TEMAS:
Métodos tradicionales para Generar electricidad
Nuevas tecnologías y acciones de optimización
Cronología y perspectiva de las Plantas Nucleares
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METODOS TRADICIONALES PARA GENERAR ELECTRICIDAD
Los procesos de generación de la energía eléctrica utilizan los energéticos primarios y los transforman en electricidad
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CLASIFICACION DE LAS PLANTAS GENERADORAS
Energía Térmica Planta Termoeléctrica
Energía Hidráulica Planta Hidroeléctrica
Energía Geotérmica Planta Geotermoeléctrica
Energía Eólica Planta Eoloeléctrica
Energía del Atomo Plantas Nucleoleléctrica
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PLANTA TERMOELECTRICA
Transforma energía térmica en electricidad
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VENTAJAS DE LA PLANTA TERMOELECTRICA
Costo inicial menor comparada con la planta hidroeléctrica
Se puede instalar en el punto donde se localiza el centro de consumo, lo que elimina o reduce la necesidad de líneas de transmisión
Menor costo del KWH en medidor
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DESVENTAJAS DE LA PLANTA TERMOELECTRICA
Trabaja con altas temperaturas
Utiliza combustibles fósiles
Altos costo de operación y mantenimiento
Es altamente contaminante debido a los gases de la combustión ( SO2 , NO2, CO2, CO y partículas diversas ) que emite a la atmósfera
El SO2 Produce la lluvia ácida
El CO2 provoca el efecto invernadero
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PLANTA HIDROELÉCTRICA
Transforma Energía Hidráulica en electricidad
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PRESENCIA DE LA ENERGIA HIDRAULICA
La energía hidráulica utilizada en las plantas Hidroeléctricas es proporcionada por caídas de agua ( naturales ) o por aguas embalsadas.
La caída de agua más grande del mundo se encuentra en Mont Cenis en los Alpes franceses y tiene una altura de 970 Mts
El mayor embalse construido por el hombre es la cortina de la planta Itaipu ( frontera Brasil con Paraguay )
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VENTAJAS DE LAS PLANTAS HIDROELECTRICAS
Trabaja a la temperatura ambiente
No utiliza combustibles
No contamina
Menor costo de KWH en las terminales del generador
Utiliza menos personal que la termoeléctrica
Puede combinarse con otras actividades económicas
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DESVENTAJAS DE LA PLANTA HIDROELECTRICA
Costo inicial mayor que la termoeléctrica
Se tiene que localizar en la caída de agua
Normalmente requiere línea de transmisión
Altera el entorno ecológico
Disponibilidad fluctuante
Costo mayor en las terminales del medidor
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PLANTA GEOTERMOELÉCTRICA
Transforma la energía térmica del vapor volcánico en electricidad
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VENTAJAS DE LAS PLANTAS GEOTÈRMICAS
Ocupan menor espacio ( generan más Kwh/Mt2 )
No utilizan combustible
No degrada la naturaleza
No afecta a la climatología
Son seguras durante en periodos bélicos
Requieren poca mano de obra
Obtención de fluidos de gran demanda
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DESVENTAJAS DE LAS PLANTAS GEOTERMICAS
No se pueden localizar junto a la concentración de la carga
Son menos eficientes que las plantas termoeléctricas
Son de baja capacidad
Algunos yacimientos contienen hidrógeno lo cual representa un problema en casos de fuga
La remoción del fluido puede provocar asentamientos
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PLANTAS EOLOELECTRICAS
Transforman la energía del viento en electricidad
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VENTAJAS DE LAS PLANTAS EOLOELECTRICAS
Reducen la dependencia de los combustibles fósiles
Tienen un menor tiempo de construcción
Son del tipo modular por lo que son adecuadas cuando se tienen crecimientos rápidos de carga
Consta de pocos componentes lo que reduce la disminución de posibles fallas
Utiliza poca mano de obra
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DESVENTAJAS DE LAS PLANTAS EOLOELECTRICAS
Solo se pueden localizar en lugares adecuados
Disponibilidad fluctuante
No se puede instalar en los centros de consumo
Son de poca capacidad
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PLANTA NULEOELECTRICA
Transforma la energía del átomo en electricidad
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COMPONENTES DE LA PLANTA NUCLEOELECTRICA
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COMBUSTIBLE TUBOS DE COMBUSTIBLE
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LAS VARILLAS DE CONTROL
El grado de generación de vapor dentro del núcleo se determina mediante las varillas de control ( hechas de un material que frena la reacción en cadena ). Cuando una varilla está en el núcleo absorbe electrones, impidiendo con esto la fisión nuclear. Quitando o poniendo varillas de control dentro del núcleo se aumenta o disminuye el grado de generación de vapor.
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EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
Puede ser a base de Agua, Gas o Metal líquido
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REACTORES ENFRIADOS POR AGUA
Pueden ser de tres clases;
Enfriados por agua a presión ( PWR )
Enfriados por agua hirviente ( BWR )
Enfriados por agua pesada ( PHWR )
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EL CUARTO DE CONTROL
Aloja los instrumentos con que se monitorean los parámetros principales del reactor.
Las barras de control son de dos tipos ( paro normal y paro rápido ) se incorporan a la parte superior del reactor con una capacidad de destrabado para caer libremente al núcleo.
La posición y cantidad de barras inmersas en el núcleo determinan la potencia del reactor y el proceso de la fisión.
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VENTAJAS DE LAS PLANTAS NUCLEOELECTRICAS
No emite gases al medio ambiente
Es posible obtener grandes volúmenes de electricidad con poco combustible primario ( con 1 Kg de Uranio se genera 7.5 millones de Kwh equivalentes a 3000 Toneladas de carbón
Los residuos que se tienen son sólidos
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DESVENTAJAS DE LAS PLANTAS NUCLEOELECTRICAS
Requieren mano de obra altamente calificada
Actividad industrial muy riesgosa
Costo inicial muy elevado
Requiere grandes volúmenes de agua
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NUEVAS TECNOLOGIAS Y ACCIONES DE OPTIMIZACION
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NUEVAS TECNOLOGIAS
Ante el reto de satisfacer la demanda energética sin alterar mayormente al entorno ambiental, se han desarrollado nuevas tecnologías para generar electricidad.
Las nuevas tecnologías buscan sustituir a los combustibles fósiles por fuentes renovables.
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La Biomasa
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Las Mini hidroeléctricas
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El mar
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Generación distribuida ( Celdas de Combustible )
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La Magnetohidrodinámica
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ACCIONES DE OPTIMIZACION
Las acciones de optimización persiguen el aprovechamiento máximo de las instalaciones existentes.
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La unificación de frecuencias
La interconexión de las plantas
La cogeneración
La transmisión en corriente directa
Los cambios de horario
Los altos factores de potencia
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CRONOLOGIA Y PERSPECTIVAS DE LAS PLANTAS NUCLEARES
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CRONOLOGIA
La primera planta se instaló en 1954 en Obninsk Rusia
Mas tarde se instalaron reactores en E. U., Francia, Japón, Alemania, Suiza, Bélgica y Canadá.
Fueron estos países los que se encargaron de controlar y difundir la tecnología.
En la década de los 60´s la industria tuvo un vertiginoso desarrollo
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TRES MILLAS
El 28 de marzo de 1979 en la planta Tres Millas, localizada cerca de Harrisburg Penn, falló la bomba de alimentación de agua de la unidad 2, lo que provocó un incremento de temperatura dentro del reactor y con ello la elevación de la presión interna hasta 2,255 PSI, lo que ocasionó la apertura de la válvula de alivio del equipo y con ello la expulsión de vapor al exterior del reactor.
La inserción de las barras de control tardó 8 Seg. después de los cuales se detuvo la fisión
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SITUACION ACTUAL DE LA PLANTA TRES MILLAS
La unidad No 2 fue clausurada y no ha sido desmantelada
Las emisiones radiactivas son monitoreadas permanentemente
La unidad No 1 continúa en operación
La vida útil de la planta termina en el año 2010
La salud de la población se alteró por causas debidas al estrés provocado por el accidente
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CHERNOBYL
El 26 de abril de 1986 explotó el reactor No 4 debido a tres razones fundamentales:
Fallas de diseño
Errores de operación
Causas políticas
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FALLAS DE DISEÑO
El núcleo del reactor era altamente inestable a baja potencia ( las reacciones en cadena se amplifican instantáneamente característica ausente en los diseños occidentales )
Las barras de control se insertan en 20 Seg.
El reactor no disponía de barras de emergencia
No se disponía de contenedor estructural
El reactor era de grafito
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ERRORES DE OPERACIÓN
El reactor nunca debería operar a baja potencia ( estaba operando a ¼ de su potencia nominal )
El reactor nunca debería operar con menos de treinta barras de control totalmente insertadas
Se by pasaron 3 mecanismos de seguridad ( uno para inyección de agua de emergencia y dos relacionados con el paro de emergencia )
Operadores no aptos
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CAUSAS POLITICAS
Además de electricidad el reactor producía Plutonio 239 ( material bélico )
La operación del reactor priorizaba la producción de Plutonio 239 debido al periodo de guerra fría
Los recursos públicos de orientaban preponderantemente hacia la industria de las armas
Los recursos y tiempos dedicados a mejoras técnicas de los reactores se consideraban un dispendio
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DESTINO FINAL DE CHERNOBYL
La unidad 1 ( instalada en 1977 ) fue desactivada en noviembre de 1997
La unidad 2 salio de operación en 1991 por haberse quemado su turbina
La unidad 3 salio de operación en diciembre del 2001
La unidad 4 fue encapsulada en 300, 000 Ton. de concreto
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LA POLITICA ENERGETICA FRANCESA
El 77 % de la electricidad proviene de plantas Nucleares
Generan a la mitad del costo de la energía que proviene del carbón y a la tercera parte de la proveniente del petróleo
El éxito se debe al uso de un solo tipo de reactor ( PWR ) lo que abarata costos
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EN OPERACION
CANT. MW
EN CONSTRUCCION EN PROYECTO
CANT. CANT.
MW MW
440 356951 33 26447 31 33570
SITUACION ACTUAL
PAISES CON MAYOR NUMERO DE REACTORES INSTALADOS :
ESTADOS UNIDOS 104 UNIDADES 98, 406 MW ( 20 % )
FRANCIA 77 UNIDADES 63,203 MW ( 77 % )
JAPON 54 UNIDADES 44,301 MW ( 34 % )
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LOS RETOS
Las alternativas viables para sustituir a las fuentes de los energéticos primarios que se utilizan actualmente para generar electricidad no son muchas y las fuentes renovables presentan impedimentos como por ejemplo:
Se carece de grandes caídas de agua
Generar 1 millón de Kw requiere grandes superficies:
60/100 Km2 Energía solar o eólica
4000/6000 Km2 Cultivo de biomasa
No alcanzaría la superficie terrestre