07 Centrales Hidroelectricas 2

TEMA Nº 7:

MINICENTRALES ELÉCTRICAS Y REDES DE DISTRIBUCIÓN RURAL

Ing. Josué Alata CIP 89962

CENTRALES

HIDROELÉCTRICAS

Definitivamente la energía eléctrica es uno de los principales elementos del desarrollo humano en la era moderna, pero para que ésta se encuentre presente en nuestra vida diaria ha sido necesario que el hombre la fuera conociendo poco a poco y fuera descubriendo sus diversas formas de generación, transmisión y sus aplicaciones. En nuestro país se utiliza el gran potencial hídrico de los ríos y lagunas para generar la energía eléctrica que utilizamos. Esta generación hidroeléctrica representa el 61% de la energía eléctrica total producida. Por lo tanto es necesario conocer los principios, importancia, mercados, desarrollo tecnológico y participación de las centrales hidráulicas en la estructura energética nacional.

1. INTRODUCCIÓN

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2.1 FUNDAMENTO TEÓRICO E IMPORTANCIA DE LA GENERACIÓN HIDRÁULICA

2. CONTENIDO

Una central hidráulica es una instalación que tiene como función transformar la energía potencial del agua en trabajo mecánico. Las centrales hidráulicas tienen motores primos que son accionados por el agua. Estos motores primos denominados turbinas transforman la energía potencial del salto de agua en energía mecánica para accionar un alternador, el cual convierte esa energía en eléctrica.

PRINCIPIOS E IMPORTANCIA

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2. CONTENIDO

En el Perú la primera central eléctrica (a su ves la primera central hidráulica de Sud-América), se inauguró en 1884 en el asiento minero de Tarijas, capital del distrito de Jangas – Huaraz. El 18 de Julio de 1895, se fundó la Empresa de Transmisión de Fuerza Eléctrica (primera Sociedad de generación y distribución de electricidad) y estuvo conformada por una central hidráulica instalada en los antiguos molinos de Santa Rosa y era accionada por las aguas del río Huatica. Mas adelante, con la creación de Empresas Eléctricas Asociadas se da gran impulso a la creación de C.H. para la generación de electricidad. La C.H. más antigua y que sigue en operación es la C.H. de Callahuanca.

HISTORIA

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POTENCIAL HÍDRICO DEL PAÍS: Potencia hidráulica disponible en el país es aproximadamente 60,000 MW. CENTRAL ELÉCTRICA:

Es una instalación donde se transforma una energía

primaria o secundaria a energía eléctrica.

CLASIFICACIÓN: (Según OLADE y la CLER)

Pico Centrales Eléctricas: Hasta 10 KW

Micro Centrales Eléctricas: de 10 a 100 KW

Mini Centrales Eléctricas: de 100 a 1000 KW

Pequeñas Centrales Eléctricas De 1 a 20 MW

Centrales Eléctricas: Mayores de 20 MW

EMPRESA CENTRALPotencia Efectiva

(MW)Zona

ELECTROPERU Mantaro 650 Sierra Centro 1Restitución 215 Sierra Centro 1

EDEGEL Huinco 247 Costa CentroMatucana 129 Costa CentroCallahuanca 80 Costa CentroMoyopampa 65 Costa CentroHuampaní 30 Costa CentroYanango 43 Sierra Centro 2Chimay 151 Sierra Centro 2

ELECTRICA SANTA ROSA Huanchor 20 Sierra Centro 2CAHUA Cahua 43 Costa Norte 1

Pariac 5 Costa Norte 1Gallito Ciego 38 Costa Norte 1Misapuquio 4 Sierra SurSan Antonio - San Ignacio 1 Sierra SurHuayllacho 0 Sierra Sur

EGENOR Carhuaquero 110 Costa Norte 1Cañón del Pato 263 Costa Norte 2

ELECTROANDES Yaupi 110 Sierra Centro 2Malpaso 48 Sierra Centro 2Pachachaca 10 Sierra Centro 2Oroya 9 Sierra Centro 2

ENERSUR Yuncán 137 Sierra Centro 2ELECTRICA SANTA ROSA Santa Rosa 1 Sierra Centro 2EGASA Charcani I 2 Costa Sur

Charcani II 1 Costa SurCharcani III 5 Costa SurCharcani IV 15 Costa SurCharcani V 145 Costa SurCharcani VI 9 Costa Sur

EGEMSA Machupicchu 86 Sierra SurEGESUR Aricota I 23 Costa Sur

Aricota II 12 Costa SurSAN GABAN San Gabán II 113 Sierra Sur

Curumuy 13 Costa Norte 1Poechos I 15 Costa Norte 1SINDICATO ENERGETICO

Centrales de Generación Hidráulica

C.H. YANANGO

Casa de máquinas y tubería de presión

Potencia Instalada: La potencia instalada es la potencia nominal de los grupos generadores instalados en la central eléctrica. Para una Central Hidroeléctrica la Potencia se calcula con la siguiente formula: P= γ*Q*H Donde: γ : peso especifico del agua (kg/m3) Q : caudal nominal (m3/s) H : altura (m)

Potencia Instalada

C.H. MOYOPAMPA

Características Generales:

Potencia instalada 67.3 MW

Potencia efectiva 64.7 MW

Generación anual media 468 GWh

Caudal de la central 17.5 m3/seg.

Altura bruta de caída 468 m.

Turbina tipo Pelton; Eje Horizontal

Número de unidades 3

Puesta en servicio (1ra. unid.) 1951

Ubicación:

• 40 km al este de Lima. Distrito de Lurigancho. Provincia de Lima. Departamento de Lima.

Tipo:

• Hidroeléctrica de pasada, recibe aguas de los ríos Rímac y Santa Eulalia

Características Generales:

Potencia instalada 265.7 MW

Potencia efectiva 247.3 MW

Generación anual media 866 GWh

Caudal de la central 25 m3/seg.

Altura bruta de caída 1293 m.

Turbina tipo Pelton doble; Eje horizontal

Número de unidades 4

Puesta en servicio (1ra. unid.) 1964

Ubicación:

• 63.5 km al este de Lima. Distrito de San Pedro de Casta. Provincia de Huarochirí. Departamento de Lima

Tipo:

• Hidroeléctrica de embalse, recibe aguas del río Santa Eulalia y Cuenca Marcapomacocha • Cuenta con el reservorio de Sheque (430,000 m3)

C.H. HUINCO


2. CONTENIDO

VENTAJAS DESVENTAJAS • Recurso renovable

• No contaminante

• Precio mínimo de energía (0.02 - 0.03 $/kW-h)

• Altos rendimientos (>80%)

• Larga vida útil (>100 años)

• Operación y mantenimientos simples

• Recurso irregular

• Alta inversión inicial (1000-2000 $/kW)

• Alejado de los centros de consumo

• Mucha estadística (cantidad y calidad de agua,

mínimo de 20 años atrás)

• Largo tiempo de construcción (mínimo 3 años)

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS C.H.

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2. CONTENIDO

Una avenida (en algunos lugares se denomina también como crecida, riada o aguas altas) es la elevación del nivel de un curso de agua significativamente mayor que el flujo medio de éste. Durante la crecida, el caudal de un curso de agua aumenta en tales proporciones que el lecho del río puede resultar insuficiente para contenerlo, entonces el agua lo desborda e invade el hecho mayor, también llamado llanura aluvial. El estiaje es el nivel de caudal mínimo que alcanza un río o laguna en algunas épocas del año, debido principalmente a la sequía, el término se deriva de estío o verano, debido a que en la región del Mediterráneo, el estío es la época de menor caudal de los ríos debido a la mayor escasez de precipitaciones en esta estación.

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2.2 TIPOS DE CENTRALES HIDRÁULICAS

2. CONTENIDO

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(1) Tipo: de Pasada Ejemplo: Moyopampa, Cahua y Callahuanca


2. CONTENIDO

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(2) Tipo Presa de Derivación con Regulación diaria y semanal Ejemplo: Huinco y Mantaro


2. CONTENIDO

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(3) Tipo: Pie de Presa Ejemplo: Itaipú e Inambari

Penstocks Spillway

Powerhouse

Dam

Control Building

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Units

PRESA YURACMAYO Capacidad : 48 millones m3

(en servicio desde 1995)

PRESAS .-El primer elemento que encontramos en una central

hidroeléctrica es la presa o azud, que se encarga de atajar el río y remansar las aguas.

COMPONENTES DE UNA C.H.

COMPONENTES DE CENTRALES HIDRÁULICAS

2. CONTENIDO

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Desarenador

2. CONTENIDO

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Cámara de Carga


2. CONTENIDO

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Tubería Forzada


2. CONTENIDO

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Turbina Pelton

Disposición Horizontal Disposición Vertical


PRINCIPALES TIPOS DE TURBINA

ESQUEMA PELTON Esquema Kaplan Esquema Francis

2. CONTENIDO

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Grupo: Generador con Turbina Francis


2. CONTENIDO

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SALA DE CONTROL


2.5 PARTICIPACIÓN DE LA GENERACIÓN ELÉCTRICA MEDIANTE

CENTRALES HIDRÁULICAS DENTRO DE LA ESTRUCTURA

ENERGÉTICA NACIONAL

2. CONTENIDO

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INTRODUCIÓN Durante el periodo 1995 – 2008, la capacidad instalada de generación a nivel nacional creció a una tasa media anual de 3,6%, y la participación de la capacidad térmica en el año 2008 se mantuvo en 46%. Asimismo, las centrales del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional – SEIN – mantienen el 85% de la capacidad instalada de generación total nacional. La producción de energía eléctrica total del país creció en los últimos catorce años con una tasa anual promedio de 7%.

PARTICIPACIÓN DE LA GENERACIÓN ELÉCTRICA MEDIANTE CENTRALES HIDRÁULICAS DENTRO DE LA ESTRUCTURA ENERGÉTICA NACIONAL

DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA Y ENERGIA POR FUENTE


DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA POR EMPRESAS


FACTOR DE PLANTA

PARTICIPACIÓN DE LA GENERACIÓN ELÉCTRICA MEDIANTE CENTRALES HIDRÁULICAS DENTRO DE LA ESTRUCTURA


PROYECCIÓN DE LA DEMANDA - POTENCIA


PROYECCIÓN DE LA DEMANDA: ENERGÍA

PARTICIPACIÓN DE LA GENERACIÓN ELÉCTRICA MEDIANTE CENTRALES HIDRÁULICAS DENTRO DE LA ESTRUCTURA


PROYECTOS DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS:

Urubamba 320 942 MW

Cuquipampa 800 MW

La Guitarra 220 MW

Man 270 286 MW

Sumabeni 1.074 MW

Pongo de Manseriche 7.550 MW Rente

ma 1.525 MW Cumba 4

825 MW Chadin 2 600 MW

La Balsa 915 MW Chagll

a 444 MW Paquitzapango 1.379 MW

Tambo-Pto. Prado 620 MW

Vizcatán 750 MW

Inambari 200 1.355 MW

15 usinas 20,000 MW.

16.05.08 - Convenio de Integración Energética entre Brasil y Perú

Emprendimientos en Perú

Firmado por los Ministros de Minas y Energía de Brasil y de Energía y Minas del Perú ha establecido las bases para las acciones de evolución de las posibilidades de interconexión energética entre los países dando continuidad a lo acordado en 2007.

Urubamba 320 942 MW

Cuquipampa 800 MW

Sumabeni 1.074 MW

Paquitzapango 1.379 MW

Vizcatán 750 MW

Inambari 200 1.355 MW

6 emprendimientos con cerca de 8.000 MW de potencia.

Emprendimientos en Perú

ZONA NORTE

ZONA NORTE MEDIO

ZONA CENTRO

ZONA SUR

SISTEMA AISLADO BAGUA JAEN

SISTEMA AISLADO TARAPOTO-MOY

SISTEMA AISLADO PTO. MALDONADO

Sitio de las futuras usinas de interés

INTERCONEXIÓN ELÉCTRICA ENTRE BRASIL Y PERÚ

http://www.gifs-animados.net/seta02.htm�

http://www.gifs-animados.net/seta02.htm�

Emprendimientos en Perú Fases de los trabajos

Estudios de Prefactibilidad Estudios

de Factibilidad

Implantación y Exploración

Fase I:

• Ingeniería e Medio-Ambiente

• Jurídico-Institucional

• Marcos Regulatórios y Inserción de la Energía en los Mercados

• Asistencia Financiera

Fase II:

• Construcción

• Operación

(*) (*)

(*) Decisiones de continuidad

INAMBARI PARTICIPACIÓN SOCIETARIA

OAS 51%

ELETROBRÁS 29,4%

FURNAS 19,6%

INAMBARI S.A.

EGASUR

BRASIL

PERÚ 100%

Trabajos

INAMBARI TRANSMISIÓN EGASUR

PAQUITZAPANGO SUMABENI URUBAMBA CUQUIPAMPA VIZCATAN TRANSMISIÓN

CONSORCIO

TRANSMISIÓN MME Y MEM

PAQUITZAPANGO SUMABENI URUBAMBA CUQUIPAMPA VIZCATAN


PREFACTIBILIDAD

Los Estudios de Prefactibilidad, con una nueva potencia aproximada de 6000 MW;

Previsión de conclusión :

Paquitzapango y Sumabeni – Julio 2011 Urubamba, Cuquipampa y Vizcatán – Agosto 2011


FACTIBILIDAD

Previsión aproximada de conclusión :

Paquitzapango y Sumabeni – Dic 2012 Urubamba, Cuquipampa y Vizcatán – Mar 2012

8.000 MW - US$ 15.000.000.000,00

Inversiones Aproximadas

LT 1.800 Km - US$ 1.700.000.000,00

Puntos a Consolidar

Cantidad de Energía para Perú;

Conexión de los sistemas eléctricos peruano y brasileño;

CHEs de menor tamaño - rápida implantación.

Mas energía Energía Limpia Seguridad en el Suministro Mejores Tarifas

Ventajas para los países

Impacto ambiental Recursos naturales Adicionales

PAQUITZAPANGO

Población indígena (Asháninka) que vive en la región

CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE ITAIPU

POTENCIA: 12600 MW ENERGIA: 93.4 millones MW-h por año 18 turbinas Comenzó su construcción en 1975 Termino de construirse en 1991 Se ubica entre Brasil y Paraguay

LA MÁS GRANDE C.H. DE SUDAMÉRICA

3. COMENTARIOS FINALES

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Para minimizar las desventajas de la irregularidad del recurso, se debe implementar las siguientes actividades: •Almacenamiento de agua de lluvias. •Construcción de reservorios. •Búsqueda de aguas subterráneas. Respeto a la sociedad últimamente se están presentando conflictos sociales en todo el Perú por la falta de información; el Gobierno Peruano ha tomado decisiones sin informar previamente a la comunidad y sin haber discutido con las entidades que pueden aportar, como son las Universidades, los Colegios Profesionales, las Asociaciones Civiles, etc. Existe una Metodología para analizar y solucionar Conflictos Socio-Ambientales, que se están presentando en el Perú en diferentes regiones, cuyos lineamientos están especificados en la ISO 26000.

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Caudal promedio 30 m3/s

Altura neta de caída 200 m

Costo unitario de inversión 1400 $/KW

Horas de funcionamiento 18 horas/día

EJERCICIO: Determine la cantidad de agua que necesita una CH durante un mes y

el costo total de inversión:

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