Ingeniería de la Energía
La ingeniería de energía , también llamada ingeniería de sistemas de energía , es un subcampo de la ingeniería eléctrica que se ocupa de la generación, transmisión, distribución y utilización de la energía eléctrica y los aparatos eléctricos conectados a dichos sistemas. Aunque gran parte del campo se ocupa de los problemas de la alimentación de CA trifásica , el estándar para la transmisión y distribución de energía a gran escala en el mundo moderno, una fracción significativa del campo se ocupa de la conversión entre la alimentación de CA y CC y la desarrollo de sistemas de energía especializados como los utilizados en aviones o para redes ferroviarias eléctricas. La ingeniería energética extrae la mayor parte de su base teórica deingeniería eléctrica
La electricidad se convirtió en un tema de interés científico a finales del siglo XVII. Durante los dos siglos siguientes se realizaron varios descubrimientos importantes, como la bombilla de luz incandescente y la pila voltaica . [1] [2] Probablemente el mayor descubrimiento con respecto a la ingeniería eléctrica provino de Michael Faraday , quien en 1831 descubrió que un cambio en el flujo magnético induce una fuerza electromotriz en un bucle de alambre, un principio conocido como inducción electromagnética que ayuda a explicar cómo funcionan los generadores. y transformadores funcionan. [3]
En 1881, dos electricistas construyeron la primera central eléctrica del mundo en Godalming , Inglaterra. La estación empleó dos ruedas hidráulicas para producir una corriente alterna que se utilizó para alimentar siete lámparas de arco Siemens a 250 voltios y treinta y cuatro lámparas incandescentes a 40 voltios. [4] Sin embargo, el suministro era intermitente y en 1882 Thomas Edison y su compañía, The Edison Electric Light Company, desarrollaron la primera central eléctrica a vapor en Pearl Street en la ciudad de Nueva York. La estación Pearl Street constaba de varios generadores e inicialmente alimentó alrededor de 3000 lámparas para 59 clientes. [5] [6] La central eléctrica utilizó corriente continuay operado a un solo voltaje. Dado que la energía de corriente continua no podía transformarse fácilmente a los voltajes más altos necesarios para minimizar la pérdida de energía durante la transmisión, la distancia posible entre los generadores y la carga se limitó a alrededor de media milla (800 m). [7]
Ese mismo año, en Londres, Lucien Gaulard y John Dixon Gibbs demostraron el primer transformador adecuado para su uso en un sistema de potencia real. El valor práctico del transformador de Gaulard y Gibbs se demostró en 1884 en Turín , donde el transformador se utilizó para iluminar cuarenta kilómetros (25 millas) de vía férrea con un solo generador de corriente alterna. [8] A pesar del éxito del sistema, la pareja cometió algunos errores fundamentales. Quizás el más serio fue conectar los primarios de los transformadores en serie para que encender o apagar una lámpara afectara a otras lámparas más adelante. Tras la manifestación George Westinghouse, un empresario estadounidense, importó una serie de transformadores junto con un generador Siemens y puso a sus ingenieros a experimentar con ellos con la esperanza de mejorarlos para su uso en un sistema de energía comercial.
Uno de los ingenieros de Westinghouse, William Stanley , reconoció el problema de conectar transformadores en serie en lugar de en paralelo y también se dio cuenta de que hacer que el núcleo de hierro de un transformador fuera un bucle completamente cerrado mejoraría la regulación de voltaje del devanado secundario. Utilizando este conocimiento, construyó el primer sistema de energía de corriente alterna basado en un transformador práctico del mundo en Great Barrington, Massachusetts en 1886. [9] [10] En 1885, el físico e ingeniero eléctrico italiano Galileo Ferraris demostró un motor de inducción y en 1887 y 1888 el serbio -Ingeniero estadounidense Nikola Teslapresentó una serie de patentes relacionadas con los sistemas de energía, incluida una para un práctico motor de inducción de dos fases [11] [12] que Westinghouse autorizó para su sistema de CA.
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