TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

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1 Universidad de Navarra Nafarroako Unibertsitatea Escuela Superior de Ingenieros Ingeniarien Goi Mailako Eskola NOTA ASIGNATURA / GAIA CURSO / KURTSOA TECNOLOGÍA ENERGÉTICA NOMBRE / IZENA Nº DE CARNÉ FECHA / DATA 02/02/06 1. Explique brevemente en qué consisten los dos fenómenos principales provocados por la contaminación atmosférica: el denominado efecto invernadero y el denominado lluvia ácida. (4 2. Explique brevemente cómo funcionan una batería y una pila o célula de combustible, indicando las diferencias entre ellas. (3 1

2 3. Dé la definición de indicador energético. Qué es el indicador energético denominado Intensidad Energética? Nombre otros tres indicadores energéticos. (3 4. En una empresa de tratamientos térmicos se realiza un estudio de viabilidad para la implantación de un sistema de cogeneración con los siguientes datos: Se empleará un motor alternativo de combustión interna con una potencia eléctrica nominal de 1,5 MW. También se utilizará una caldera de recuperación que aprovecha parte del calor de los gases de escape del motor para producir vapor. Se estima una producción anual de energía eléctrica con el motor de cogeneración de MWh durante las horas de funcionamiento de la fábrica. El consumo de combustible (gas natural) estimado del motor es de 101, MJ/año. 1,24 kg/s de los gases de escape del motor se emplearán en los procesos de precalentamiento. Su potencia térmica equivalente es 0,54 MJ/s. Del agua de refrigeración del motor se emplearán 0,56 MJ/s en un evaporador de tratamiento de aguas residuales. La caldera de recuperación que se alimenta con parte de los gases de escape del motor produce 0,46 MJ/s de energía térmica en forma de vapor, de los cuales sólo se emplean 0,15 MJ/s en el lavado de piezas y 0,13 MJ/s en una secadora de la planta de tratamiento de aguas. Conversión de unidades: 1 MJ = 0,278 kwh. a) Con los datos anteriores calcule la Relación Calor Electricidad del sistema de cogeneración proyectado. (2 b) Calcule el rendimiento global. (2 2

3 c) Calcule el Rendimiento Eléctrico Equivalente de la planta proyectada y compruebe si cumple la normativa vigente sobre sistemas de autogeneración. (2 Valores del REE mínimos exigidos por la ley para ser productor en régimen especial COMBUSTIBLE TECNOLOGÍA REE (%) Caldera 49 Líquido M.A.C.I. 56 Sólido Caldera 49 M.A.C.I. 55 Gaseoso Turbina de gas 59 Otras tecnologías o combustibles 59 A un ingeniero de la empresa (que no ha estudiado en TECNUN) se le ocurre la, a priori, brillante idea de instalar un motor de mayor potencia con la idea de producir mayor cantidad de energía eléctrica para vender. Este ingeniero propone instalar un sistema de cogeneración con un motor de potencia eléctrica nominal de 2 MW a la que le corresponde un consumo de gas natural de 5,4 MJ/s. d) Suponiendo que el nuevo motor de cogeneración trabaja en los valores nominales durante las horas de trabajo de la fábrica y que los consumos de energía térmica útil siguen siendo los mismos, compruebe si el sistema de cogeneración propuesto por el ingeniero que no ha estudiado en TECNUN cumple el valor del REE mínimo exigido por la ley. (2 5. Explique las diferencias entre el coeficiente de funcionamiento, C p, el coeficiente de potencia y el coeficiente de utilidad o capacidad de un aerogenerador. (5 3

4 6. Aplicación de la cogeneración en el sector terciario: explique qué es un sistema de trigeneración. Explique mediante un esquema cómo funciona un ciclo de absorción indicando las funciones de sus principales componentes. (8 4

5 7. Explique y realice el desarrollo del teorema de Betz. (5 8. Explique las cinco zonas en que se divide la curva de potencia de un aerogenerador. (5 5

6 9. Explique en qué consiste y cómo funciona un piranómetro. (3 10. Nombre los cinco subsistemas de que consta un sistema solar térmico de baja temperatura. (2 11. Explique las diferencias entre los sistemas de circulación en circuito abierto y en circuito cerrado de un colector solar de baja temperatura. (3 12. Explique la función de los diodos de by-pass y de bloqueo de un módulo fotovoltaico. (3 6

7 13. Cuáles son las dos principales características de las cubiertas transparentes de los paneles fotovoltaicos? (2 Puntos extra 14. Indique 3 diferencias entre una Central Térmica Convencional como la de Pasajes y una Central de Ciclo Combinado como la de Castejón. (3 7