INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR

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1 PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería Eléctrica ASIGNATURA: Fuentes de Generación SEMESTRE: Séptimo OBJETIVO GENERAL: El alumno explicará los diseños, tipos y características de las diferentes formas de operación y mantenimiento en las plantas generadoras de energía eléctrica como son: hidroeléctricas, termoeléctricas, termonucleares, así como la generación por geotermia, eólica, por medio de ondas solares, por biomasa y mareomotriz. Calculará la tensión, frecuencia, potencia y factor de potencia en el sistema eléctrico nacional. CONTENIDO SINTÉTICO: I. Sistema Eléctrico Nacional II. Fuentes de Energía Primaria III. Plantas Hidroeléctricas IV. Plantas Termoeléctricas Convencionales V. Plantas Generadoras no Convencionales VI. Generación por Biomasa VII. Generación de Emergencia METODOLOGÍA: Búsqueda de información sobre la generación de energía eléctrica, así como de la normatividad con que fueron diseñadas y construidas las diferentes plantas, el profesor guiará, supervisará y coordinará la formación de equipos de trabajo para exponer brevemente algunos subtemas del contenido así como la realización de tareas. Exposición teórica por el profesor en cada clase, utilización de acetatos, diapositivas y películas, visitas por parte de los alumnos a algunas plantas generadoras. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Tres exámenes departamentales para la obtención de un promedio, con participaciones en exposición individual y en equipo máximo tres personas, tareas y consultas bibliográficas. BIBLIOGRAFÍA: Buchhold, Happoldt. Centrales Eléctricas, editorial Labor, México, año 1974, v págs, v págs. Catálogos de Plantas de CFE o de otras fuentes. Connolley, J. Thomas. Fundamentos de Energía Nuclear, Editorial Limusa, México 1983, 376 págs. Enríquez Harper, Gilberto. Centrales Eléctricas, editorial Continental, México 1982, 548 págs González Apaolaza, Raúl. Plantas Eléctricas, editorial Trillas, México 1974, 548 págs Juárez Cervantes, José Dolores. Instalaciones en Alta Tensión Tomo I, IPN, México 1998, 176 págs Morse, Frederick T. Centrales Eléctricas, editorial CECSA, México 1961, 954 págs. Ramírez Vázquez, José. Centrales Eléctricas, editorial CEAC, Barcelona 1974, 330 págs. Rizukin, V. Yal. Centrales Termoeléctricas, editorial Mir, Moscú 1979, 650 págs. Viejo Zubicaray, Manuel. Turbinas y Plantas Generadoras, editorial Limusa, México 1977, 330 págs

2 ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica - Zacatenco CARRERA: Ingeniero Electricista OPCIÓN: Sistemas Eléctricos COORDINACIÓN: Academia de Utilización DEPARTAMENTO: Académico de Ingeniería Eléctrica ASIGNATURA: Fuentes de Generación SEMESTRE: Séptimo : CRÉDITOS: 6.0 VIGENTE: 2006 TIPO DE ASIGNATURA: Teórica MODALIDAD: Escolarizada TIEMPOS ASIGNADOS Hrs/semana/teoría: Hrs/semana/práctica: 0.0 Hrs/semestre/teoría: 54.0 Hrs/semestre/práctica: 0.0 Hrs/totales: 54.0 horas PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Utilización. REVISADO POR: Subdirección Académica APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar M. en C. Jesús Reyes García AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN.

3 ASIGNATURA: Fuentes de Generación HOJA: 2 DE 11 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Para el Ingeniero Electricista es de suma importancia, conocer el funcionamiento, diseño y operación de las diferentes formas de generación eléctrica existentes en nuestro país y en el mundo entero, para poder competir y desarrollar más formas que nos proporcionen una vida útil y de progreso. En México hay un enorme rezago en materia de energías renovables (a partir del viento, del sol y de la biomasa), lo cual es un factor de deterioro ambiental y un obstáculo infranqueable en la búsqueda de un desarrollo sustentable. La promoción de energías renovables (ER) requiere sistemas flexibles de contratación, condiciones comercialmente atractivas para generadores privados en la venta de electricidad a terceros, un acceso continuo y no discriminatorio a las redes de transmisión y distribución, mecanismos eficientes y equitativos de despacho y porteo, el involucramiento de empresarios y de empresas privadas, y, de un régimen especial de fomento. Todas estas condiciones están ausentes o quedan bloqueadas por el actual marco jurídico e institucional. La asignatura debe sustentarse en los conocimientos obtenidos con relación a máquinas de corriente continua, máquinas de corriente alterna, sincrónicas y máquinas de inducción bajo la aplicación de los campos inducidos e inductores, tipos de devanados, aislamientos y núcleos, con el fin de facilitar la conceptualización al conocimiento operativo de las hidroeléctricas, termoeléctricas, termonucleares, geotérmicas y otras, para la generación de energía eléctrica, en diversas aplicaciones de la demanda industrial, comercial y doméstica. Los antecedentes para cursar esta asignatura son: Conversión de la Energía I, II y III y Aplicación de la Ingeniería Mecánica, y Química La asignatura consecuente es: Redes de Distribución. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno explicará los diseños, tipos y características de las diferentes formas de operación y mantenimiento en las plantas generadoras de energía eléctrica como son: hidroeléctricas, termoeléctricas, termonucleares, así como la generación por geotermia, eólica, por medio de ondas solares, por biomasa y mareomotriz. Calculará la tensión, frecuencia, potencia y factor de potencia en el sistema eléctrico nacional.

4 ASIGNATURA: Fuentes de Generación : HOJA: 3 DE 11 UNIDAD I NOMBRE: Sistema Eléctrico Nacional El alumno resolverá problemas de sistemas eléctricos mediante el cálculo de la corriente y carga eléctrica así como todos los elementos que la componen. T E M A S Introducción Consideraciones generales Definición del sistema eléctrico nacional Carga eléctrica Corriente eléctrica Corriente alterna y continua Tensión y frecuencia Factor de potencia Potencia 1B, 9B, 11C, 12C y 13C Elementos que conforman el sistema eléctrico nacional Generador Buses Subestación elevadora Líneas de transmisión y subtransmisión Subestación reductora Líneas de distribución Subestaciones tipo poste Carga Subtotal Consulta bibliográfica. Aplicación de los sistemas eléctricos en problemas prácticos por parte de los alumnos con la guía del profesor identificación de términos del sistema eléctrico nacional y su uso. Ejemplos expuestos por el profesor y ejercicios desarrollados por los alumnos. Realización de tareas y trabajos extraclase. El primer examen departamental abarcará las unidades I y II. 80 %. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas 20 %.

5 ASIGNATURA: Fuentes de Generación : HOJA: 4 DE 11 UNIDAD II NOMBRE: Fuentes de Energía Primaria El alumno explicará los diferentes tipos de energía primaria y su campo de aplicación. T E M A S 2.1 Hidroelectricidad 11C, 12C y 13C 2.2 Petróleo 2.3 Carbón 2.4 Geotermia 2.5 Eólica 2.6 Solar Subtotal Búsqueda documental por parte del alumno sobre fuentes de energía eléctrica. Explicación de la importancia de las fuentes de energía primaria y descripción de cada una de ellas, por parte de los alumnos. Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos. Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor. El primer examen departamental abarcará las unidades I y II. 80 %. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas 20 %.

6 ASIGNATURA: Fuentes de Generación : HOJA: 5 DE 11 UNIDAD III NOMBRE: Plantas Hidroeléctricas El alumno explicará los principios de operación de las plantas hidroeléctricas, sus características y potencialidades para que se operen en forma eficiente S Introducción Recursos hidroenergéticos nacionales Planes de desarrollo nacionales Hidrodinámica 1B, 2B, 4B, 5B, 6B, 9B, 10C y 11C Energía y potencia Energía y potencia del tramo y de la planta Aprovechamiento hidroeléctrico Obras de civiles de la planta Vertedor de demasías Obras de derivación Obras hidráulicas Tuberías de presión Casa de máquinas Clasificación y descripción Turbinas hidráulicas Clasificación y descripción de los tipos de turbinas Fenómeno de cavitación Regulación de las turbinas 3.6 Golpe de ariete Servidores auxiliares Aceite Aire comprimido Agua y energía para servicios propios Secado de la cámara espiral Drenes Grúas Subtotal 1 1 Búsqueda documental sobre la generación hidroeléctrica. Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos. Nombrar el proceso técnico de la generación hidroeléctrica. Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor, con el apoyo de guías audiovisuales. El segundo examen departamental abarcará las unidades III y IV. 80 %. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas 20 %.

7 ASIGNATURA: Fuentes de Generación : HOJA: 6 DE 11 UNIDAD IV NOMBRE: Plantas Termoeléctricas Convencionales El alumno explicará los principios del funcionamiento de las plantas termoeléctricas, sus partes principales, sus características de operación, sus ventajas y desventajas T E M A S Esquema tecnológico de la planta Circuito agua-vapor Plantas condensadoras y termoeléctricas Servicios auxiliares 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 9B y 10C Generadores de vapor (calderas) Descripción de las calderas Combustible Regulación y protección de calderas Turbinas de vapor Principio de operación Regulación de las turbinas de vapor Tratamiento químico de agua Condensadores Desgasificación del agua Esquemas de servicios propios Subtotal Consulta documental sobre las diferentes plantas termoeléctrica convencionales. Discusiones sobre el tema consultado, dirigidas por el profesor. Descripción del proceso de generación de las plantas termoeléctricas convencionales. Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos. Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor. El segundo examen departamental abarcará las unidades III y IV. 80 %. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas 20 %.

8 ASIGNATURA: Fuentes de Generación : HOJA: 7 DE 11 UNIDAD V NOMBRE: Plantas Generadoras no Convencionales El alumno describirá las fuentes no convencionales de energía, su disponibilidad y características propias para ayudar a resolver la problemática de los energéticos en México T E M A S Plantas nucleares Introducción Tipos de reactores nucleares Esquemas térmicos en las plantas nucleares Ventajas y desventajas 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 8B, 9B, 10C y 11C Plantas geotérmicas La geotermia mexicana Descripción de la planta geotérmica Nuevas tecnologías Plantas con turbinas de gas Principios de operación Ventajas y desventajas Plantas maremotrices Descripción Características de operación Desarrollo y aplicación en México Plantas eólicas Descripción Aplicación en México Plantas solares Descripción Aplicación en México Plantas de rebombeo Descripción Justificación Subtotal 1 1 Consulta bibliográfica sobre plantas nucleares, energía maremotriz, solar y eólica. Explicación del uso de las plantas generadoras eléctricas no convencionales. Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos sobre los temas consultados. Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor. El tercer examen departamental abarcará las unidades V, VI y VII. 80 %. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas 20 %.

9 ASIGNATURA: Fuentes de Generación : HOJA: 8 DE 11 UNIDAD VI NOMBRE: Generación por Biomasa El alumno explicará los diferentes procesos del aprovechamiento de la biomasa para la transformación en energía eléctrica en México. 6.1 Introducción T E M A S 11C, 12C y 13C 6.2 Clasificación de la biomasa 6.3 Transformación 6.4 Nuevas tecnologías 6.5 Aplicación en México 6.6 Ventajas y desventajas Subtotal Consulta bibliográfica sobre la generación eléctrica por biomasa. Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos sobre el tema consultado. Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor y con apoyo de equipo audiovisual y acetatos. El tercer examen departamental abarcará las unidades V, VI y VII. 80 %. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas 20 %.

10 ASIGNATURA: Fuentes de Generación : HOJA: 9 DE 11 UNIDAD VII NOMBRE: Generación de Emergencia El alumno explicará la operación y función de las plantas de emergencia, de acuerdo a las normas establecidas para su generación. 7.1 Introducción T E M A S 10C 7.2 Componentes de las plantas de emergencia 7.3 Clasificación 7.4 Diferentes tipos de instalación 7.5 Puesta en servicio 7.6 Mantenimiento 7.7 Ventajas y desventajas Subtotal Consulta bibliográfica sobre las plantas eléctricas de emergencia. Descripción de la generación eléctrica por medio de plantas de emergencia. Identificación de ventajas y desventajas. Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos. Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor. El tercer examen departamental abarcará las unidades V, VI y VII. 80 %. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas. 20 %.

11 ASIGNATURA: Fuentes de Generación : HOJA: 10 DE 11 PERÍODO UNIDAD 1º 2º 3º I, II III y IV V, VI y VII La primera evaluación constará del examen departamental (80%), y tareas, consultas bibliográficas en forma individual (20%). La segunda evaluación constará del examen departamental (80%), y tareas, consultas bibliográficas en forma individual (20%). La tercera evaluación constará del examen departamental (80%), y tareas, consultas bibliográficas en forma individual (20%). La calificación final de esta asignatura será el promedio de las calificaciones obtenidas en la teoría por periodo, siendo necesario que el alumno cumpla con un mínimo del 80% de asistencias. B C BIBLIOGRAFÍA Buchhold Happoldt, Centrales Eléctricas, editorial Labor, México 1974, v págs, v págs. Catálogos de Plantas de CFE o de otras fuentes. Connolley J, Thomas. Fundamentos de Energía Nuclear, editorial Limusa, México págs. 4 Enríquez Harper, Gilberto. Centrales Eléctricas, editorial Continental, México 1982, 548 págs. 5 González Apaolaza, Raúl. Plantas Eléctricas, editorial Trillas, México 1974, 548 págs 6 Juárez Cervantes, José Dolores. Instalaciones en Alta Tensión Tomo I, México 1998, IPN, 176 págs. 7 Morse, Frederick T. Centrales Eléctricas, editorial CECSA, México 1961, 954 págs. 8 Ramírez Vázquez, José. Centrales Eléctricas, editorial CEAC, Barcelona 1974, 330 págs. 9 Rizukin V.Yal. Centrales Termoeléctricas, editorial Mir, Moscú 1979, 650 págs. 10 Viejo Zubicaray, Manuel. Turbinas y Plantas Generadoras, editorial Limusa, México 1977, 330 págs

12 1. DATOS GENERALES PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica - Zacatenco CARRERA: Ingeniería Eléctrica SEMESTRE Séptimo ÁREA: Básicas C. Ingeniería D. Ingeniería C. Soc. y Hum. ACADEMIA: Utilización ASIGNATURA: Fuentes de Generación ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Ingeniero Electricista. M. en C. 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno explicará los diseños, tipos y características de las diferentes formas de operación y mantenimiento en las plantas generadoras de energía eléctrica como son: hidroeléctricas, termoeléctricas, termonucleares, así como la generación por geotermia, eólica, por medio de ondas solares, por biomasa y mareomotriz. Calculará la tensión, frecuencia, potencia y factor de potencia en el sistema eléctrico nacional. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS EPERIENCIA PROFESIONAL HABILIDADES ACTITUDES Conocimientos amplios de los sistemas de generación eléctrica que componen los sistemas eléctricos de potencia. Conceptos básicos de los sistemas de generación puesta en servicio. En docencia y/o aplicaciones en ingeniaría eléctrica. En el campo industrial. Dominio del tema y habilidades para enseñar los conceptos básicos y aplicaciones de los sistemas de generación. Colaboración con profesores integrantes de la academia. Servir al instituto en la enseñanza y mostrar una actitud de tutor hacia los alumnos. Ser equitativo en las evaluaciones de los cursos atendidos como profesor. Ser formador de hombres para ser útiles a la sociedad Compromiso social Responsabilidad ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ Ing. Hugo Quintana Espinosa Ing. Guillermo Santillán Guevara M. en C. Jesús Reyes García Presidente de Academia Subdirector Académico Director del Plantel FECHA: 2006