Química Ambiental

Proyecto parque eolo-hidráulico de Buena Vista del Norte, Tenerife.

2011-08-17T03:19:00.001-07:00

Red de transmisión

(Aerogenerador–Bombas hidráulicas)

Cálculo de la constante de eficacia del aerogenerador seleccionado para dos velocidades conocidas.

La fórmula empleada:

Donde:

P (potencia)= 769x10³
r (radio aspa)= 30,5
v (velocidad) = v₁ : 10 ^m/_s v₂ : 5 ^m/_s
k (constante) =

Se despeja k de la formula:

Según el fabricante el molino seleccionado obtiene 769 Kw a una velocidad de 10 m/s(36 Km/h), con una eficacia de captación del 45%.

Conocida la constante hallamos la potencia suministrada para las velocidades de 5 y 10 ^m/_s

Una vez hallada la potencia obtenida a diferentes velocidades pasamos a calcular las pérdidas de la Red de Transmisión:

Red energía aerogeneradores (10%)

Pérdidas Bombas de agua (30%)

Turbina-alternador (30%)

Eficacia del sistema: (0,90) · (0,70) · (0,70) = 0,441

Representación Black-box del sistema de Transmisión:

Lo que entra Eficacia Lo que sale

Aerogeneradores (0,441) R. E. Eléctrica

(N) 6 · 10⁶ watios

Selección del material para los cables de transmisión desde los aerogeneradores hasta las bombas hidráulicas.

Cobre: resistividad (p = 0,0176 Ω mm²/m)

Aluminio: resistividad (p = 0,0260 Ω mm²/m)

A mismo peso del cable, el aluminio es mejor conductor porque es más liviano (tiene mayor densidad).

Cobre: 28 Kg/cm² (es más resistente)

Fuerzas de tracción

Aluminio: 14 Kg/cm²

Cálculo de las pérdidas del cable:

Donde:

Intensidad (I)
Resistencia (R) (V_A-V_B)
Energía transportada(potencia): 6x10⁶ menos 10% de pérdida de Red 6x10⁵

Desarrollamos la fórmula:

Red a 200 amperios a 30 Kw

Donde:

R: 15 ohm
ρ: 0,026 Ωmm²/m
L: 8000 m
S:

Despejamos S:

Diámetro del cable trenzado de aluminio 4,20 mm, sin embargo calculamos las pérdidas con un diámetro de cable de aluminio de 8,4 mm

= 1480 watios

2011-08-17T02:11:00.001-07:00

PROYECTO PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO

REALIZADO POR JAVIER HERNANDEZ DE LA ROSA, LUCIA IZQUIERDO

HERNANDEZ, CLAUDIA LESLIE VARGAS AVENDAÑO, DIEGO WALTER ALLGAIER

DIAZ Y JOSE ANGEL PASCUAL FRANQUET

Proyecto Obtención Hidrógeno

Debido a la dificultad de gestionar la energía eólica vertida a la

red por los aerogeneradores y a que tampoco es fácil almacenar

su energía mecánica (par torsor del eje), los desarrollos

tecnológicos orientados a corregir esta variabilidad se enfocan

hacia la predicción y el almacenamiento de la energía eléctrica

que el parque eólico entrega a la red.

Dado que la energía eléctrica no es almacenable, se plantea el

almacenar la energía química obtenida mediante electricidad. Si

la reacción química es factible de absorber energía eléctrica en

un sentido y entregarla en otro, entonces la reacción será útil

para el almacenaje de la energía eléctrica.

El par químico que suscita actualmente un mayor interés

tecnológico en el almacenamiento de energía eléctrica es el

hidrógeno-oxígeno. Ambos constituyen la molécula de agua (H2O)

y pueden obtenerse de ella mediante electrólisis (descomposición

por electricidad). La posterior combinación de ambos (H2 + O2)

para formar agua devuelve parte de la energía absorbida en la

electrólisis previa.

La ventaja del par H2-O2 sobre otros reside en que sólo es

necesario almacenar el hidrógeno, ya que el oxígeno puede

tomarse de la atmósfera de la que forma parte en un 20%.

Aunque sea la pila de combustible la que ha revolucionado el uso

del hidrógeno, su combustión en un motor de explosión con

oxígeno, es una tecnología conocida.

Objetivos

Este proyecto se ubicará ( LUGAR ), y constará de una planta de

almacenaje de energía eólica, que empleará el hidrógeno a una

escala que, sin ser la que debería resolver la variabilidad de la

generación.

Se tratará de la producción de hidrógeno con un electrolizador

de 60 Nm3/h de capacidad, alimentado con corriente eléctrica

proveniente de los aerogeneradores. El electrolizador produce

hidrógeno a baja presión que luego se comprime para reducir el

volumen de almacenaje en cilindros de acero a unos 200 bar.

Funcionamiento

renovables

del

almacenamiento

energía

eólica

Un posible modo para almacenar la energía eléctrica generada en

un parque eólico, consiste en transformarla en hidrógeno.

La energía eléctrica que se desea almacenar se deriva hacia un

electrolizador, que es un dispositivo en el que el paso de la

corriente disocia agua en sus dos componentes: oxígeno (O2) e

hidrógeno (H2) según la reacción H2O --> H2 + 1⁄2 O2.

El H2 obtenido se comprime para hacer más fácil su

almacenamiento en un volumen más pequeño, mientras que el O2 ,

se almacenará en botellas de 300 Kg a 300 atm.

El H2 se suele guardar y transportar en botellas como gas a alta

presión y baja temperatura (-253oC), condiciones que requieren

consumo de energía.

Es necesario evaluar todos los equipos presentes en la actualidad

en el mercado del hidrógeno, así como los distintos

requerimientos del agua de entrada al sistema para

acondicionarla y permitir ser utilizada por el electrolizador.

En esta fase se adquieren los equipos más importantes:

Generador de hidrógeno gaseoso ultra puro in situ

1 - 1000 m3/h

Tecnología: el electrólito del hidrógeno y el electrólito del

oxígeno circulan por separado, las bombas del electrólito del

hidrógeno en la célula del hidrógeno directo y las bombas del

electrólito del oxígeno en la célula del oxígeno directo, y por lo

tanto consigue una pureza más elevada del hidrógeno y oxígeno-

gas.

Para ello obtendremos la energía para producir el hidrógeno a

partir de la energía eólica.

 Unidades construidas: 1.020

 Potencia Nominal: 800 kW

 Aerogenerador de tercera generación

 Diámetro: 48 m

 Altura: 50 - 76 m

 Velocidad variable: 16 - 32 rpm

 Velocidad lineal de la pala (punta): 40 - 80

 Velocidad mínima de viento: 3 m/s

 Velocidad nominal de viento: 13 m/s

 Velocidad máxima de viento: 28 - 34 m/s

m/s

41322 x 2 = 82644 g = 82644 Kg de H2

23.400.000 J/3.600.000 x1000 = 6500 Kw x h en 1000 m3 de H2

1 m3 de H2 necesita 6,5 kw x h

P (m/s)

P10

0,362

2,902

9,795

124

185

264

362

Kw/h

124

185

264

362

/6,5 (H2)

3,53 m3/h

6,92 m3/h

12 m3/h

19 m3/h

28,46 m3/h

40,61 m3/h

55,69 m3/h

24 h (H2)

84,72 m3/día

166,08 m3/día

288 m3/día

456 m3/día

683 m3/día

974,64 m3/día

1336,56 m3/día

Se hace una media de las potencias desde el viento a 4m/s hasta 10m/s

Si generamos 250m3 de H2 necesita 1625Kw/h

Almacenaje

Dependiendo de cuál sea el uso final del hidrógeno

obtenido se procede a almacenarlo en un depósito de

hidruros metálicos con una capacidad de 50 m3 H2 que

contará con el equipo necesario para la refrigeración y el

calentamiento de los hidruros.

El depósito de hidruros metálicos ha de ser capaz de

almacenar temporalmente el hidrógeno en el lugar de

producción.

Parte del hidrógeno producido se comprimirá, partiendo de los 56

bar con los que sale de la unidad de electrólisis, hasta los 200

bar con lo que se almacenan en cilindros con un volumen de 34 L

en una estación de llenado.

2011-08-17T01:42:00.001-07:00

Proyecto de viabilidad de Energías Alternativas
Villa de Tegueste
Jorge Fajardo Díaz y Naomi Hdez Dóniz
Junio de 2011
Central hidroeléctrica Portezuelo- El Socorro
La primera propuesta para este proyecto de viabilidad es la utilización de la balsa Valle
de Molina como medida para la fabricación de energía eléctrica mediante la energía
hidráulica, con un ciclo cerrado para la generación y recuperación de la misma energía.
El ciclo cerrado consta de dos depósitos, el primero de ellos y situado en las siguientes
coordenadas: 28°30'12 latitud y 16°22'31 longitud. Se trata de un embalse de nueva
construcción con el fin de que sirva de depósito inicial del agua para luego ser llevado
mediante una tubería de 1.05Km y con un diámetro de 3.18m hasta la balsa de Valle de
Molina con una capacidad teórica de 614,373m3 aunque hemos dado una capacidad real
mínima del 30% de esa capacidad para hacer un cálculo real y estimado. La idea de este
circuito cerrado parte de la cercanía a las que estarían situados ambos embalses, el poco
desnivel en pendiente que existe entre ellos lo que favorece el ahorro de gran parte de la
energía captada para volver a subir el agua hasta el depósito principal. A considerar la
capacidad del embalse de nueva construcción cuyas dimensiones deberían garantizar un
caudal suficiente para salvar la problemática de la poca pendiente, así como garantizar
la suficiente capacidad que garantice el no vaciado del mismo antes de la recuperación
del caudal para cerrar el ciclo, así como evidentemente la generación de suficiente
energía como para la producción de abastecimiento y de las bombas que invierten el
proceso.
La captación de aguas se refiere a la pluviometría anual (557mm/año en la zona del
Portezuelo), como propuesta el aprovechamiento del excedente de agua de riego de uso
agrícola y la colocación de captadores de agua de niebla que se colocarían en las
montaña del Pulpito y los alrededores que gozan de esta fuente hídrica prácticamente en
la totalidad del año.
Impacto ambiental
El primer problema que se nos plantea es la clasificación de suelo rustico protección
paisajística (arboleda) aunque este podría salvarse ya que todas las obras se
concentrarían en los dos embalses uno de ellos ya construido aprovechando dicha
infraestructura. Otra problemática a tener en cuenta es el ruido que genera la central
hidráulica y la cercanía de población.
Puntos a favor esa población no se encuentra tan cercana del lugar elegido, estando libre
de que esta se vea obstaculizada por alguna edificación o carretera.
 Mini-parque eólico El Pulpito:
Como apoyo energético a la central hidráulica con el objeto de la inversión de agua
mediante bombas planteamos la colocación de un mini-parque eólico que situaríamos en
la única zona con un régimen de vientos más o menos aceptable La montañeta del
Pulpito que cuenta con unos vientos medios anuales de 5.2m/s. esta central se situaría a
una distancia de de 2,68km. De la central hidroeléctrica contaría con extensión de 281m
aprox. (28°29`44; 16°20 ́54 a 28°43 ́19;16°20 ́59,23) y una altura media de 700m.
aprox. Habría que plantear la imposibilidad por la cercanía del Aeropuerto de Los
Rodeos.
Impacto ambiental
Esta zona cuenta con una clasificación de suelo rustico paisajística (arbolada) y habría
que contar también con el impacto de la nueva instalación de la red de líneas.
 Central hidroeléctrica Tegueste casco
El municipio contaría con segunda central hidroeléctrica que se plantea con el
mismo funcionamiento que la primera. Esta propuesta se basa en una idea primaria que
redacta Federico García Barca, el cual plantea lo siguiente:
“La propuesta que se avanza podría tener este carácter cubriendo un área muy
concreta que es el noreste de Tenerife, dando servicio a los núcleos Valle de Guerra,
Tejina, Bajamar, La Punta y, también, al conjunto del municipio de Tegueste.
Supondría ofrecer energía eléctrica a bajo coste a un conjunto de 30.000 personas.
Para ello, se ha pensado el aprovechamiento y acondicionamiento al efecto de un
conjunto de embalses existentes a lo largo del barranco de Agua de Dios. Son tres que
tienen una cierta capacidad volumétrica, el estanque del Manicero en Tejina y las
charcas de Eduardo e Hipólito en Tegueste. Presentan un desnivel entre ellos superior
a 280 mts. y podrían quedar conectados por una tubería que discurra paralela al cauce
y cuyo recorrido tendría una longitud apróximada de 3.800 mts.
El sistema se organizaría mediante el aprovechamiento del excedente de agua no
utilizado para el riego agrícola. El agua a utilizar se recogería en el estanque inferior
del Manicero que tiene una capacidad superior a 70.000 m3 y se almacenaría a los
efectos de producción eléctrica, en la parte superior aprovechando la charca de
Eduardo que puede tener una cabida igual a la mitad del primero. Se puede también
establecer una reserva superior, incorporando también la charca de Hipólito cuya
superficie y volumen es muy superior. En esta última, habría que hacer probablemente
trabajos de dragado para eliminar la tierra acumulada a lo largo de los años y
aumentar así su capacidad.
Junto a la primera represa se podría colocar la estación de bombeo necesaria cuyo
suministro energético se garantizaría por un parque eólico de 5 o más turbinas que
podrían producir más de 10 MW y se situaría en la cresta de la Tejinetilla, bajo la
Mesa de Tejina para aprovechar las mejores condiciones que produce la incidencia de
los vientos alisios provenientes del Noreste.
En la mitad del recorrido de la tubería doble de conexión se situaría la central de
turbinado que permitiría la producción eléctrica en los momentos en que no hubiera
viento. Un lugar idóneo para esto podría ser el llamado Salto del Milagro, que está
situado junto al Colegio del Gomero y que presenta un desnivel de 40 metros en un
corto espacio y recorrido.
Este sistema propuesto permitiría un aporte energético importante para la comarca,
garantizando una producción eléctrica con un coste razonable y, en consecuencia,
abaratar su precio para los habitantes de la zona. Su logro significaría una aportación
de primer orden a la eliminación de gases de efecto invernadero y la sustitución de
importaciones de combustibles fósiles en el cómputo global del archipiélago.
Se estaría así en línea con una mayor sostenibilidad y compromiso ecológico que
debería enorgullecer a los habitantes del municipio de Tegueste y toda la comarca.”
Nuestra propuesta es que la energía obtenida sea procedente de la central
hidroeléctrica y no del parque eólico, ya que aunque sea la mejor posición en cuanto al
aprovechamiento de los vientos alisios no creemos que exista el suficiente régimen
continuo de vientos con la capacidad de abastecer tan siquiera al casco del municipio,
por lo tanto planteamos en primer lugar la central hidroeléctrica como el principal
aportador de energía, pudiendo combinar en aquellos regímenes de viento la alternancia
entre ambas energías. Pero con la condición de que el principal objetivo del parque
eólico seria la aportación de energía para la inversión del agua que cerraría de la misma
forma que la central hidroeléctrica del socorro (Ciclo Cerrado).
Impacto ambiental
Nos encontraríamos con una problemática más acusada a lo que se refiere al ruido
provocado por el salto de agua, ya que la zona se encuentra en el mismo casco de la
población urbana, que sería nuestro principal inconveniente.
Además hay que añadir la protección especial con la que cuenta el Barranco Agua de
Dios del tipo Suelo Rustico protección hidrológica y con una protección especial en la
zona donde se plantearía el salto de agua (El Gomero) por yacimientos arqueológicos,
Otro aspecto a destacar negativamente es el impacto visual que supondría el parque
eólico situado en la zona de la Tejinetilla, haciendo a nuestro entender imposible
aprovechar por esta razón la totalidad de la mesa de Tejina
 Propuestas de ahorro energético generales
1.- Sustitución total tanto particular como pública de las bombillas tradicionales por
las bombillas LED. Las ventajas de dicha iluminación con respecto a la
convencional son de unas 500000-100000 horas sin apenas emisión de calor ni de
rayos UV y un consumo energético hasta un 90% inferior.
2.- Placas solares para agua caliente sanitaria en edificios e instalaciones deportivas
publicas: campo de lucha Mencey Tegueste, complejo deportivo Los Laureles,
pabellón Instituto I.E.S Tegueste, colegios Teófilo Pérez, Ma del Carmen, El
Socorro y Portezuelo