Centrales Hidroelectricas

UNIVERSIDAD DEL BIO BIO FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

HERNANDO CORNEJO F. 2010

CENTRALES HIDROELÉCTRICAS. Hernando Cornejo Félix

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CENTRAL PANGUE, VIII REGIÓN, 467 MW

DESCRIPCIÓN


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TIPOS DE CENTRALES

TIPO DESCRIPCIÓN

DE EMBALSE

Requiere la acumulación de agua mediante la construcción de presas que forman un lago artificial (embalse) generando grandes desniveles de agua. El embalse permite regular el caudal de agua de la central, independientemente de las variaciones estacionales de caudal del río. Implica grandes inversiones en obras civiles.

DE PASADA

No existe acumulación de agua. No requiere grandes obras civiles. La central aprovecha el caudal del río tal como viene. Se utiliza con regímenes fluviales constantes en el año. Su construcción produce poco impacto ambiental.

DE BOMBEO

Es una central que opera entre dos embalses ubicados a distintas alturas. Durante las horas de mayor demanda se genera electricidad en un grupo turbina-generador. En los períodos de baja demanda se impulsa agua en sentido inverso mediante un equipo de bombeo.

TAMAÑOS E INVERSIÓN

DENOMINACIÓN POTENCIA INVERSIÓN (US$/KW) MICROCENTRALES 1 – 100 KW MINICENTRALES 100 – 1000 KW

1.500 a 4.500

PEQUEÑAS CENTRALES 1 – 10 MW CENTRALES MEDIANAS 10 – 100 MW GRANDES CENTRALES más de 100 MW

900 a 1.600


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PARTES DE UNA CENTRAL

PARTE DESCRIPCIÓN

PRESA

Construcción que cerca el paso del río y permite almacenar el agua formando un desnivel. Normalmente incorpora al vertedero, cuyo propósito es liberar grandes cantidades agua, por razones de seguridad o necesidades de riego.

SISTEMA DE ADUCCIÓN

Es el conjunto de elementos que transporta el agua desde el embalse a la casa de máquinas. Está formado por la bocatoma, tubería o túnel de aducción y chimenea de equilibrio.

CASA DE MÁQUINAS

Es la construcción en donde se ubican la turbina, el generador eléctrico y las válvulas de regulación de caudal.

PRESAS

DE TIERRA DE HORMIGÓN


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SISTEMA DE ADUCCIÓN

Vista en planta

Vista en corte


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CASA DE MÁQUINAS

1 Embalse 2 Presa 3 Bocatoma 4 Túnel de aducción 5 Válvula (compuerta) de entrada 6 Turbina 7 Generador eléctrico 8 Directrices de regulación de entrada del agua a la turbina 9 Puente grúa de la sala de máquinas 10 Ducto de evacuación 11 Válvula (compuerta) de salida 12 Puente grúa de válvula de salida 13 Puente grúa de válvula de entrada


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TURBINAS

CLASIFICACIÓN SEGÚN DIRECCIÓN DEL FLUJO A TRAVÉS DEL RODETE

TIPO FLUJO FUNCIONAMIENTO RODETE

PELTON

TANGENCIAL

FRANCIS RADIAL

KAPLAN AXIAL


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TIPO FLUJO FUNCIONAMIENTO RODETE

BULBO AXIAL

BANKI CRUZADO


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CAMPO DE UTILIZACIÓN DE TURBINAS

PEQUEÑOS CAUDALES 0.01 – 50 m3/s


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GRANDES CAUDALES 1- 1000 m3/s


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TURBINA PELTON


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TURBINA FRANCIS


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TURBINA KAPLAN


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TURBINA BULBO


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TURBINA BANKI


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CENTRAL COLBÚN, VII REGIÓN, 400 MW


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EVALUACIÓN DEL RECURSO HIDROELÉCTRICO

Donde: N = Potencia eléctrica en KW Q = Caudal disponible en m3/s H = Altura de caída en m η = Rendimiento de la instalación

La altura H se obtiene de mediciones topográficas o por la diferencia de nivel del agua en el punto donde se hará la instalación. El rendimiento η refleja las pérdidas de potencia producidas en la instalación hidráulica (turbina) y las producidas en el generador eléctrico. Su valor está entre 80% y 90%. El caudal Q se obtiene de análisis estadísticos de los regímenes fluviales y de las precipitaciones que influyen en las cuencas hidrográficas. Para una situación determinada, el caudal se cuantifica por:

Donde: Q = Caudal disponible en m3/s v = Velocidad media del agua, medida en la sección transversal del curso de agua, en m/s A = Area de pasada en m2

N = 10 x Q x H x η

Q = v x A


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CENTRALES HIDROELÉCTRICAS DEL SIC Diciembre 2009

Nº CENTRAL PROPIETARIO AÑO TIPO Nº POTENCIA TURBINA CAUDAL ALTURA

UNID MW m3/seg m.

1 Queltehues AES GENER S.A. 1928 Pasada 3 48.9 Pelton 28.1 213.0 2 Maitenes AES GENER S.A. 1923-89 Pasada 5 30.7 Francis 11.3 180.0 3 Volcán AES GENER S.A. 1944 Pasada 1 13.0 Pelton 9.1 181.0 4 Alfalfal AES GENER S.A. 1991 Pasada 2 177.6 Pelton 30.0 720.5 5 Colbún COLBUN S.A. 1985 Embalse 2 476.8 Francis 280.0 168.0 6 Machicura COLBUN S.A. 1985 Embalse 2 94.8 Kaplán 280.0 37.0 7 Canutillar COLBUN S.A. 1990 Embalse 2 171.6 Francis 75.5 212.0 8 San Ignacio COLBUN S.A. 1996 Pasada 1 36.9 Kaplán 194.0 21.0 9 Rucúe COLBUN S.A. 1998 Pasada 2 178.1 Francis 65.0 140.0 10 Quilleco COLBUN S.A. 2007 Pasada 2 70.8 Francis 65.0 59.4 11 Chiburgo COLBUN S.A. 2007 Pasada 2 19.2 Francis 20.0 120.0 12 Sauzal ENDESA 1948 Pasada 3 76.4 Francis 73.5 118.0 13 Abanico ENDESA 1948-59 Pasada 6 135.6 Francis 106.8 147.0 14 Los Molles ENDESA 1952 Pasada 2 17.8 Pelton 1.9 1153.0 15 Cipreses ENDESA 1955 Embalse 3 105.8 Pelton 36.4 370.0 16 Sauzalito ENDESA 1959 Pasada 1 11.9 Kaplán 45.0 25.0 17 Isla ENDESA 1963-64 Pasada 2 67.9 Francis 84.0 93.0 18 Rapel ENDESA 1968 Embalse 5 375.6 Francis 535.1 76.0 19 El Toro ENDESA 1973 Embalse 4 448.7 Pelton 97.3 545.0 20 Antuco ENDESA 1981 Embalse 2 319.2 Francis 190.0 190.0 21 Ralco ENDESA 2004 Embalse 2 683.1 Francis 368.0 181.4 22 Palmucho ENDESA 2007 Pasada 1 32.0 Francis 27.1 125.8

23 Ojos De Agua ENDESA ECO 2008 Pasada 1 9.0 Francis 14.5 75.0

24 Pehuenche PEHUENCHE S.A. 1991 Embalse 2 564.3 Francis 300.0 206.0 25 Curillinque PEHUENCHE S.A. 1993 Pasada 1 88.8 Francis 84.0 114.3 26 Loma Alta PEHUENCHE S.A. 1997 Pasada 1 39.9 Francis 84.0 50.4 27 Mampil IBENER S.A. 2000 Pasada 2 44.9 Francis 46.0 124.3 28 Peuchén IBENER S.A. 2000 Pasada 2 78.9 Francis 36.0 236.0 29 Florida S.C. DEL MAIPO 1943-89 Pasada 6 28.5 Francis 30.0 98.0

30 Eyzaguirre S.C. DEL MAIPO 2007 Pasada 1 1.5 Flujo Cruzado 10.0 22.0


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CENTRALES HIDROELÉCTRICAS DEL SIC

Diciembre 2009

Nº CENTRAL PROPIETARIO AÑO TIPO

Nº UNID

POTENCIA TURBINA CAUDAL ALTURA

MW m3/seg m.

31 El Rincón S.C. DEL MAIPO 2007 Pasada 1 0.3 Flujo Cruzado 0.5 71.0

32 S. Andes GEN. S. ANDES 1909 Pasada 4 1.1 Francis 20.0 7.0 33 Los Quilos H.G. VIEJA 1909-93 Pasada 3 39.3 Pelton 22.0 227.0

34 Los Morros E.E. Los Morros 1930-1994 Pasada 5 3.1 Francis 26.0 13.0

35 Pilmaiquén PILMAIQUEN S.A. 1944-59 Pasada 5 38.9 Francis 150.0 32.0 36 Carbomet CARBOMET 1944-86 Pasada 3 8.2 Francis 48.0 54.0

37 Pullinque PULLINQUE S.A. 1962 Pasada 3 51.2 Francis 120.0 48.0

38 Aconcagua HIDROELÉCTRICA ACONCAGUA S.A. 1993-94 Pasada 3 74.0 Pelton 20.2 654.3

39 Capullo E.E. CAPULLO 1995 Pasada 1 10.9 Francis 8.0 149.5

40 Pangue PANGUE S.A. 1996 Embalse 2 465.8 Francis 500.0 99.0 41 Puntilla E. E. Puntilla S.A. 1997 Pasada 3 22.0 Francis 20.0 92.0

42 Chacabuquito OyD S.A. 2002 Pasada 4 25.5 Francis 21.0 135.0

43 Hornitos Río Tranquilo S.A. 2008 Pasada 1 55.0 Pelton 12.0 550.0

44 Puclar Hidroelectica Puclaro 2008 Pasada 2 5.7 Francis 8.8 73.4

45 Coya Pacific Hydro 2008 Pasada 1 11.0 Francis 9.0 137.0

46 El Manzano Hidroeléctrica El Manzano 2008 Pasada 1 4.9 Francis 2.3 262.0

47 Lircay HidroMaule 2009 Pasada 2 19.0 Francis 22.0 100.0

48 Pehui GeneRhom 2009 Pasada 1 1.1 Flujo Cruzado 3.5 37.0

49 Trufultruful Hidroelec S.A. 2009 Pasada 1 0.5 Francis 5.0 32.0

TOTAL SIC 5.285,4 MW

TOTAL PAIS 5.318,5 MW

POTENCIAL HIDROELÉCTRICO 22.824,9 MW

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