33. Si el carbón tiene un poder calorífico de 7000 kcal/kg, calcula la cantidad de carbón que necesitaré para obtener 4,3·107 J. ( R: 1,47 kg) Solución: Tenemos que: Q= Pc Pc X m
convirtiendo el Pc del carbón de kcal/kg a J Pc= 7000 Kcal/kg = 29 307 600 J
Entonces:
4,3·107 J = 29 307 600 J x m 7
M= 4,3·10
J/ 29307600 J
M= 1,467 Kg
34. ¿Qué cantidad de carbón necesitaré para obtener una energía de 13·107J si utilizo hulla como combustible (Pc: 7000 kcal/kg) o si uso lignito (Pc: 5000 kcal/kg)? (R: 4,44 kg de hulla y 6,22 kg de lignito)
Solución: Tenemos que: Q= Pc Pc X m
convirtiendo el Pc de la hulla kcal/kg a J Pc= 7000 Kcal/kg = 29 307 600 J
Entonces: 7 13x10 J = 29 307 600 J x m
M= 13x10
7
J / 29307600 J
M= 4,435 Kg
Tenemos que: Q= Pc Pc X m
Pc= 5000 Kcal/kg = 20 934 000 J
Entonces:
13x107 J = 29 307 600 J x m M= 13x10
7
M= 6,21 Kg
convirtiendo el Pc de lignito kcal/kg a J
J / 20934000 J
35. Tengo 30kg de carbón (hulla) y necesito obtener 15·107 J de energía. ¿Tendré carbón suficiente? Justifica tu respuesta Solución: Tenemos que: Q= Pc X m
convirtiendo el Pc de la hulla kcal/kg a J Pc= 7000 Kcal/kg = 29 307 600 J
Entonces: Si tenemos 30 kg de hulla obtenemos: Q = 29 307 600 J x 30
Q= 879228000 J
Por lo tanto si se tiene la suficiente cantidad de carbón para producir la energía necesitada, incluso 8 veces más de lo que se pide.
8 36. Si necesito obtener 25·10 J de energía, calcula qué cantidad de petróleo necesitaré. ¿Y de gas natural? Pc
petróleo: 10000 kcal/kg, Pc gas: 11000 kcal/ m3) (R: 59,72 kg de petróleo y 54,27 m 3 de gas)
Solución:
Tenemos que:
convirtiendo el Pc del petroleo kcal/kg a J Pc= 10000 Kcal/kg = 41 868 000 J
Q= Pc X m Entonces:
25x108 J = 41868000 J x m M= 25x10
8
J / 41868000 J
M= 59,7114 Kg
Solución:
Tenemos que: Q= Pc X m
Pc= 10000 Kcal/kg = 46 054 800 J
Entonces: 8 25x10 J = 46054800 J x m
M= 25x10
8
convirtiendo el Pc del gas kcal/kg a J
J / 46054800 J
M= 54,2831 Kg
CUESTIONARIO 1. ¿En qué momento se comenzó a utilizar la energía hidráulica para obtener energía eléctrica? La energía hidráulica A partir del siglo XX se empleó para obtener energía eléctrica en las centrales hidráulicas
2. Indica las transformaciones energeticas que se producen para transformar la energia hidraulica en Electrica
3. Aspectos a tener en cuenta para instalar una central hidroeléctrica Aspectos a tener en cuenta para instalar una central hidroeléctrica -
Topografía y geomorfología del sitio
-
Evaluación del recurso hídrico y su potencial de generar energía
-
Elección del sitio y del esquema básico de aprovechamiento
-
Selección de turbinas y generadores, así como de sus equipos de control.
-
Evaluación del impacto ambiental y estudio de las medidas de mitigación
-
Evaluación económica del proyecto y su potencial de financiación
-
Marco institucional y procedimientos administrativos para obtener las autorizaciones
4. Haz un esquema en el que se indiquen las partes principales de una central hidraulica
5. Diferencias entre los tres tipos de turbinas estudiados. La turbina Francis está totalmente sumergida en agua, se utiliza en centrales con altura de salto de 15 a 400 m y es apropiada para saltos y caudales medianos. Tiene un rendimiento del 90%. La turbina Kaplan se utiliza para saltos pequeños y grandes caudales, pueden tener el eje horizontal, v ertical o inclinado, diferenciándose de la turbina Francis principalmente en el rodete. Tiene una eficiencia entre el 93 y el 95%. La turbina de Pelton, se emplea para centrales de pequeño caudal y con un gran salto de agua, y consta de un eje horizontal y un disco circular, Puede desarrollar velocidades de giro de unas 1000 rpm. Tiene una eficacia de hasta el 90%.
6. ¿Cuál es la función del parque de transformadores? Es una instalación eléctrica que se encarga de recibir energía en alta tensión (30 kilovoltios) o en media tensión (10, 15 o 20 kilovoltios) y la entrega en media o baja tensión para su utilización por los usuarios finales, normalmente a 400 voltios en trifásica y 230 en monofásica.
7. ¿Qué modificaciones deben hacerse a la corriente eléctrica generada para su posterior transporte?
8. .En que casos es viable la construccion de una central de agua de derivacion? Es viable Si el caudal es prácticamente constante en las diferentes estaciones, la energía potencial del agua se aprovecha directamente o con embalses de “pequeñas dimensiones”.
9. ¿Que ventajas presenta una central de bombeo frente a una de agua embalsada? El sistema presenta ventajas múltiples, la primera e s la posibilidad de servirse de las fases de bombeo como sistema de almacenaje de energía, bombear agua a la balsa de arriba permite transformar la energía utilizada por las bombas en energía potencial reutilizable por las turbinas. La energía que se puede almacenar proviene de fuentes no regulables como la energía solar o nuclear. Por ello, las centrales eléctricas de bombeo resultan rentables si el sistema de bombeo se utiliza durante las horas valle para asegurar una producción máxima durante las horas pico. Por otro lado, las centrales hidroeléctricas de bombeo pueden funcionar en circuito cerrado, es decir, bombear y turbinar el mismo agua sin tener ninguna pérdida hidráulica, eso aprovechando las horas de gran consumo (horas pico) permite tener una rentabilidad consecuente de la instalación .
10. Busca información sobre algún accidente producido por la rotura de una presa. La Catástrofe de Ribadelago Se conoce como catástrofe de Ribadelago a la rotura de la presa de Vega de Tera que el día 9 de enero de 1959 inundó y arrasó el pueblo de Ribadelago, en la provincia de Zamora (España); causando la muerte a 144 de sus habitantes y convirtiéndose así en la segunda mayor tragedia en España en cuanto a número de víctimas mortales por la rotura de un embalse, tras romperse el pantano de Puentes. El desastre generó un importante movimiento solidario de apoyo a las víctimas a nivel nacional e internacional.
11. Calcula en kW la potencia que genera una central hidroelectrica a partir de un caudal medio de 10m 3/s y una altura neta de salto de 30m si el coeficiente de rendimiento estimado es de del 30%. (Sol: 882 kW) P= 9,8 x C x h P=9,8 x 10 m3/s x 30 m =2940 kw Putil = 2940 kw x 30% = 882
12. Calcula la potencia en kW y en CV que podria obtenerse en una central hidroelectrica con un salto de 25 m a partir de un caudal de 15 m 3/s, suponiendo un rendimiento del 35%. (Sol: 1286,25 kW; 1747,62 CV) (1CV = 736w)
P= 9,8 x C x h P=9,8 x 15 m3/s x 25 m =3675 kW P util = 3675 kW x 35% = 1286.25 Kw
Convirtiendo kW a CV CV= (1286.25 Kw / 736) X 100= 1747,62CV
13. Una central hidroelectrica tiene 2,5 Hm 3 de agua embalsada a una altura media de 120 m con relacion a la turbina. ¿Cuál es la energia potencial en Kwh? ( Sol: E = 8,17 · 10 5 kWh) (1 kWh = 3,6 *10 6 J). a. Si el rendimiento de las instalaciones es del 65%. .Que energia producira en una hora si el agua cae con un caudal de 2 m 3/s? ( Sol: E = 1528,8 kWh) b.¿Que potencia tiene la central? ( Sol: P =1528,8 kW) 1528,8= 9,8 x 120m x 1176 P=9,8 x 15 m3/s x 25 m =3675 kW P util = 3675 kW x 35% = 1286.25 Kw Ep= m*g*h m= v*D m=1000kg/m3*(1.8*1000000m3) m=2.5*1000000000kg Ep=2.5*1000000000kg*9.8m/s*120m Ep=294*10000000000kg*
1ℎ
3.6∗1000000
Ep= 8.17*100000 kwh A-
R= 9.8X C X H X T = 9,8 X 2 X 120 X 1 = 2352 x 0.65 = 1528.8
14. Calcula en kW y en CV la potencia que genera una central hidroelectrica a partir de un caudal medio de 25m3/s y una altura neta de salto de 40m si el coeficiente de rendimiento estimado es de del 30%. (1CV = 736w)
P= 9,8 x C x h P=9,8 x 25 m3/s x 40 m =9800 kw Putil = 9800 kw x 30% = 2940
Convirtiendo kW a CV CV= (2940 Kw / 736) X 1000= 3994,565 CV
1. Una central hidroelectrica tiene 1,8 Hm 3 de agua embalsada a una altura media de 100 m con relacion a la turbina. .Cual es la energia potencial en Kwh? (1 kWh = 3,6 *106 J). (Sol: Ep =4,9·10 5 Kwh)
Ep= m*g*h m= v*D
m=1.8*1000000000kg Ep=1.8*1000000000kg*9.8m/s*100m Ep=1764*1000000000kg*
1ℎ
3.6∗1000000
Ep= 4.9*100000 kwh
16. Si el rendimiento de las instalaciones del problema anterior es del 60%. .Que energia producira en una hora si el agua cae con un caudal de 2,5 m3/s? (Sol: E=1470Kwh) a) .Que potencia genera la central?
