Presentación de PowerPoint -...

78
Avances en la prospección del potencial y la sistematización de estudios de prefactibilidad de pequeñas centrales hidroeléctricas Panel 5 - Design of an SHP: Analytics-based methods for evaluating small hydropower Armando Trelles Jasso Campinas, São Paulo, Brasil, 30 de octubre de 2013 6 th Hydro Power for Today Forum Universidade Estadual de Campinas

Transcript of Presentación de PowerPoint -...

Avances en la prospección del potencial y la sistematización de estudios de prefactibilidad

de pequeñas centrales hidroeléctricas

Panel 5 - Design of an SHP: Analytics-based methods for evaluating small hydropower

Armando Trelles Jasso Campinas, São Paulo, Brasil, 30 de octubre de 2013

6th Hydro Power for Today Forum Universidade Estadual de Campinas

Agenda

1. Introducción

2. Prospección sistemática del potencial hidroeléctrico (PHE)

3. Sistematización de estudios de Prefactibilidad de PCH

4. Conclusiones

Prefactibilidad

Prospección optimizada

Construcción

Diseño

Factibilidad Promoción

Operación Operación Operación

Proceso de Desarrollo PCH

Planteamiento del problema

1. Falta de conocimiento del potencial hidroeléctrico nacional de PCH

2. Baja tasa de éxito en desarrollo de proyectos PCH

2 prospectos viables de 10 que se exploran y promueven.

Inhibe la inversión en prospección y estudios de Prefactibilidad.

Retarda el desarrollo de este recurso renovable.

• Son problemas complejos no resueltos adecuadamente en México ni en la mayoría de los países del mundo.

• Su solución exige la aportación de capacidad científica y tecnológica para lograr la convergencia creativa de disciplinas múltiples.

Prospección sistemática del PHE

La prospección sistemática del PHE de cuencas hidrográficas posibilita el conocimiento del PHE con base objetiva y definición precisa, y da mejor resultado verificable que otras metodologías usuales en nuestro medio.

• Es fundamental evaluar el PHE de cada país de manera sistemática, detallada y razonablemente precisa, para promover el desarrollo de PCH con base racional.

• La evaluación del PHE debe ser realizada por cuencas, can base en la red de corrientes homogénea y detallada.

• La evaluación del PHE de PCH debe identificar todos los prospectos factibles en todos los tramos de corriente, con diferentes esquemas:

- Al hilo del agua - Con embalse - Acumulación de energía por

bombeo

- Repotenciación y rehabilitación de centrales hidroeléctricas existentes.

- Equipamiento de obras hidráulicas existentes: presas, canales, acueductos, emisores

Todas las fases del desarrollo de proyectos PCH dependen críticamente del conocimiento hidrológico confiable y de herremientas de decisión prácticas.

• El PHE debe ser evaluado por categorías con criterios explícitos: Bruto, Técnico, Explotable, Disponible, Factible.

• El PHE debe clasificarse por potencia con rangos explícitos: Micro, Mini, Pequeña, Grande.

• No es suficiente compilar listas de proyectos existentes o previstos que han

sido identificados con perspectiva local o puntual.

• En contraste con otras energías renovables, como solar y eólica, la mayoría de los países, aun de los desarrollados, carecen de una evaluación exhaustiva y confiable de su PHE de PCH.

En los mejores casos cuentan con evaluaciones basadas en métodos hidrológicos simplificados con amplia incertidumbre.

La potencia producida por el flujo de agua en un tramo de corriente es función de su caudal, de la altura entre los puntos alto y bajo del tramo y del peso específico del agua. La expresión teórica de la potencia y la energía hidráulica es:

P = γ Q H 10-3; γ = gρ

E = 8,760 P 10-3

Donde:

P = Potencia (kW) E = Energía anual generable (MWh/año) γ = Peso específico (N/m3); g = Aceleración por la gravedad ; 9.81 m/s2 ρ = Densidad del agua; 1,000 kg/m3 Q = Caudal (m3/s) H = Altura, carga, desnivel, salto o caída (m)

Potencia de una corriente de agua

La altura en un tramo:

- Se puede medir en campo - Se puede obtener de un MDE

El caudal es difícil de evaluar.

H

Q = ¿?

Red hidrográfica heterogénea

Umbral de corriente

Umbral de corriente

Umbral de corriente

Umbral 10 píxeles = 0.081 km2

Red hidrográfica homogénea

Umbral 50 píxeles = 0.405 km2

Red hidrográfica homogénea

Umbral 100 píxeles = 0.81 km2

Red hidrográfica homogénea

Umbral 350 píxeles = 2.835 km2

Red hidrográfica homogénea

Umbral 1,000 píxeles = 8.1 km2

Red hidrográfica homogénea

Umbral 5,000 píxeles = 40.5 km2

Red hidrográfica homogénea

Umbral 25,000 píxeles = 202.5 km2

Red hidrográfica homogénea

Umbral 50,000 píxeles = 405 km2

Red hidrográfica homogénea

Umbral: 100,000 píxeles = 810 km2

Red hidrográfica homogénea

MDE con resolución de 30 m

Cuenca de los ríos Grijalva-Usumacinta

10 km2 por tramo

Red hidrográfica homogénea detallada

1,000 km2 por tramo

Red hidrográfica homogénea no detallada

• PHE Bruto, Natural o Teórico (PHEB): Energía anual potencialmente generable si se aprovechase todo el escurrimiento natural de todas las corrientes de un país hasta llegar al mar, lagos o fronteras, sin pérdidas de energía.

• PHE Técnico (PHET): Porción del PHEB que ha sido o puede ser desarrollado con las condiciones tecnológicas y técnicas actuales.

• PHE Económico (PHEE): Porción del PHET que ha sido o puede ser desarrollado con costos competitivos ante otras fuentes de energía, con las condiciones de proyecto, ecónomicas y financieras locales presentes o esperadas.

• PHE Explotable (PHEX): Porción del PHEE que ha sido o puede ser desarrollado considerando las restricciones hídricas, ambientales, sociales y regulatorias.

• PHE Disponible (PHED): Porción del PHEX que no ha sido aprovechado.

• PHE Factible (PHEF) Porción del PHED que puede ser desarrollado considerando las restricciones técnico-económicas adicionales, con base en información y análisis más completos y precisos.

Definiciones de PHE

Bruto o téorico

Técnico

Definiciones de PHE

El PHE Bruto se puede calcular con dos variables (Q,H).

Las otras categorías de PHE requieren definiciones, datos e información específica.

El PHE incluye todos los tipos y capacidades de centrales.

El PHE en todos sus categorías es dinámico.

Económico

Explotable Disponible

Factible

*Eurelectric (1997)

Estimación a nivel mundial*:

PHE Bruto en 51,000 TWh PHE Económico en 13,100 TWh PHE Explotable en 10,500 TWh

Factores tecnológicos • Conocimiento del PHE • Oferta tecnológica local Factores técnicos • Altura mínima aprovechable • Rango de caudal de turbinas • Eficiencia electromecánica • Eficiencia hidráulica Factores de proyecto • Esquema y capacidad • Condiciones geológicas • Distancia a vías de acceso • Distancia a red eléctrica

Factores económicos y financieros • Costos de prospección • Costos de inversión y explotación • Costos de otras tecnologías • Mercado eléctrico nacional • Mercado eléctrico internacional • Tarifas eléctricas • Incentivos • Mercado de emisiones GEI • Tasas de cambio • Mercado financiero • Condiciones de financiamiento • Régimen fiscal

Factores que afectan el PHE

Factores que afectan el PHE

Factores regulatorios • Definición legal de fuentes ER • Permisos de generación • Permisos de medio ambiente • Permisos de agua • Vedas de aguas superficiales • Disponibilidad oficial de agua • Permisos de electricidad • Permisos municipales • Permisos de importación

Otros factores • Aspectos políticos • Acaparamiento y especulación • Corrupción administrativa

Factores hídricos • Balance hídrico • Usos del agua • Caudal ambiental

Factores ambientales • Áreas naturales protegidas • Impacto ambiental Factores sociales • Sitios arqueológicos e históricos • Impacto social • Percepción social • Oposición interesada • Inseguridad

Determinación de caudal • El caudal depende de un conjunto de procesos naturales complejos que ocurren

con distribución desigual en el área de la cuenca y que cambian a lo largo del día:

• Además, el caudal depende de los usos del agua, regulación en vasos y transferencias.

• Si no hay hidrometría, se requiere estimar el caudal con un método hidrológico.

Hay métodos simplificados con alta incertidumbre y hay métodos realistas con incertidumbre mínima.

Procesos hidrológicos

Fusión de nieve y hielo

Evaporación

Transpiración

Humedad del suelo

Flujo de agua subterránea

Tránsito en cauces y vasos

Fisiografía • Pendiente del terreno • Textura predominante • Profundidad del suelo • Usos del territorio • Clases de vegetación

Meteorología • Precipitación • Temperatura máxima • Temperatura mínima

Métodos hidrológicos aplicados al PHE

IAA Interpolación por área

IAP Interpolación por área y precipitación

ERR Ecuación regional de regresión

ERM Ecuación regional de regresión múltiple

MIE Mapa de isoescurrrimiento

AGP Análisis geoespacial de precipitación

CDC Curvas regionales de duración de caudal

MHA Modelo hidrológico agregado

MHD Modelo hidrológico distribuido

Incertidumbre

Interpolación por áreas

Qp = Qh (Ap/Ah)

Donde:

Qp = Caudal medio del proyecto (m3/s)

Qh = Caudal medio de la estación hidrométrica (m3/s)

Ap= Área de cuenca del proyecto (km2)

Ah= Área de cuenca de la estación hidrométrica (km2)

Regla de tres simple

Interpolación por áreas México, Río La Antigua

EH Área

drenada (km2)

Ap/Ah Caudal

interpolado (m3/s)

P1 624.79 0.293 16.53

P2 1,409.63 0.662 37.29

P3 1,550.60 0.728 41.01

28003 2,130.93 1.000 56.36

Total

P1 P2 P3

Interpolación por áreas México, Río La Antigua

Incertidumbre: ±25%

EH Área

drenada (km2)

Ap/Ah Caudal

interpolado (m3/s)

Caudal medido (m3/s)

Error (%)

28133 624.79 0.293 16.53 25.21 -34%

28134 1,409.63 0.662 37.29 49.87 -25%

28125 1,550.60 0.728 41.01 45.05 -9%

28003 2,130.93 1.000 56.36 56.36 0%

Total -23%

Interpolación por área y precipitación

Qp = Qh (Ap/Ah) (Pp/Ph)

Donde:

Qp = Caudal medio del proyecto (m3/s)

Qh = Caudal medio de la estación hidrométrica (EH) (m3/s)

Ap = Área de cuenca del proyecto (km2)

Ah = Área de cuenca de la EH (km2)

Pp = Precipitación media ponderada de cuenca del proyecto (mm/año)

Ph = Precipitación media ponderada de cuenca de la EH (mm/año)

Linealidad

Incertidumbre: ±25%

Ecuación regional de regresión exponencial

Q = ea Ab Pc Td

Donde:

Q = Caudal medio anual (m3/s)

e = Base de los logaritmos naturales: 2.718...

A = Área drenada (km2)

P = Precipitación media anual (mm)

T = Temperatura media anual (°C)

a...d = Exponentes empíricos

Ecuación regional de regresión exponencial VHP de Estados Unidos de América

N° Región hidrológica Error

medio (%)

1 North Atlantic 9

2 Mid-Atlantic 12

3 South Atlantic-Gulf 17

4 Great Lakes 16

5 Ohio 12

6 Tennessee 14

7 Upper Mississippi 14

8 Lower Mississippi 15

9 Souris Red-Rainy 37

10 Missouri 63

11 Arkansas-White-Red 31

12 Texas Gulf 61

13 Rio Grande 55

14 Upper Colorado 44

15 Lower Colorado 96

16 Great Basin 53

17 Pacific Northwest 36

18 California 51

19 Alaska 14

20 Hawaii 31

Incertidumbre: ±35% http://gis-ext.inl.gov/vhp/Default.aspx

Ecuación de regresión exponencial múltiple

Q = ea Ab Pc Td Se Ef Rg

Donde:

Q = Caudal medio anual (m3/s)

e = Base de los logaritmos naturales

A = Área drenada (km2)

P = Precipitación media anual (mm)

T = Temperatura media anual (°C)

S = Pendiente media

E = Elevación media (m)

R = Relieve (m): Elevaciónmáx - Elevaciónmín

a...g = Exponentes empíricos

Ecuación de regresión exponencial múltiple VHP do Brasil

• ERR 88 regiones

12 Previamente disponibles

65 Elaboradas en estudio por INL, EUA

Incertidumbre: ±25% http://gis-ext.inl.gov/vhpbrazil/Default.aspx

Ecuación regional de regresión exponencial HIDROGIS de Perú

• ERR para 3 vertientes

Q = ea Ab Pc Db Sc

Q = ea Ab Pc Db Q = ea Ab

• ERR para 23 regiones

Q = ea Ab Pc

Información meteorológica muy escasa: 472 EM

Información meteorológica satelital

Información hidrométrica muy escasa: 187 EH

Incertidumbre: ±40% http://sigfoner.minem.gob.pe/hidro/Site/hgis/index.html

Mapa de Isoescurrrimiento Atlas de sitios PCH de Noruega

Mapas regionales o nacionales con isolíneas de escurrimiento medio anual (hm3), o de escurrimiento específico medio anual (l/s.km2). Por interpolación es posible estimar el escurrimiento medio anual de cualquier punto en la red de corrientes. La precisión depende de la base de información, y de la resolución espacial y temporal de los mapas.

Incertidumbre: ±20%

Mapa de Isohydates, NVE

http://atlas.nve.no

Mapa de Isoescurrrimiento Atlas de sitios PCH de Noruega

Mapas regionales o nacionales con isolíneas de escurrimiento medio anual (hm3), o de escurrimiento específico medio anual (l/s.km2). Por interpolación es posible estimar el escurrimiento medio anual de cualquier punto en la red de corrientes. La precisión depende de la base de información, y de la resolución espacial y temporal de los mapas.

Incertidumbre: ±20%

Mapa de Isohydates, NVE

http://atlas.nve.no

Mapa de Isoescurrrimiento British Columbia, Canadá

• Isolíneas interpoladas en una superficie continua

• Combinadas con el MDE para estimar caudales.

Incertidumbre: ±25%

Isolíneas de Escurrimiento Normal Anual (1998)

Análisis geoespacial de precipitación España, Comarca de El Bierzo

• Interpolación de datos puntuales de precipitación anual o mensual (mm) con el método Kriging

• Mapa matricial de precipitación media anual o mensual (mm)

• Mapa matricial de área acumulada (km2).

• Índice adimensional de caudal

---------------------------------------------

• Coeficiente de escurrimiento.

• Mapa vectorial de puntos con caudal (m3/s)

Incertidumbre: ±20%

Análisis geoespacial de precipitación España, Comarca de El Bierzo

• Interpolación de datos puntuales de precipitación anual o mensual (mm) con el método Kriging

• Mapa matricial de precipitación media anual o mensual (mm)

• Mapa matricial de área acumulada (km2).

• Índice adimensional de caudal

---------------------------------------------

• Coeficiente de escurrimiento.

• Mapa vectorial de puntos con caudal (m3/s)

Incertidumbre: ±20%

Curvas regionales de duración de caudal o curvas de permanencia de caudal

La curva de duración de caudal (CDC) muestra la frecuencia o probabilidad de excedencia de un valor de caudal.

Se utiliza en cuencas no aforadas o con registro corto.

La serie multianual de caudal diario o mensual es normalizada.

Su elaboración puede ser: - Estadística - Paramétrica - Gráfica

Incertidumbre: ±20%

CDC regionales, El Salvador (2012)

• Un error de ±20% en una PCH de 10 MW con factor de planta de 0.6 y precio de 76 USD/MWh:

Pérdida o falta de ganancia de USD 800,000/año.

• Si la cuenca tiene 100 MW con la misma incertidumbre:

Pérdida o falta de ganancia de USD 8,000,000/año.

Costo de incertidumbre Caudal de proyecto

• Simular el caudal considerando un conjunto de procesos naturales complejos que ocurren con distribución desigual en el área de la cuenca y que cambian a lo largo del día:

• Simular la regulación en embalses y las transferencias de agua.

Procesos hidrológicos

Fusión de nieve y hielo

Evaporación

Transpiración

Humedad del suelo

Flujo de agua subterránea

Tránsito en cauces y vasos

Fisiografía • Pendiente del terreno • Textura predominante • Profundidad del suelo • Usos del territorio • Clases de vegetación

Meteorología • Precipitación • Temperatura máxima • Temperatura mínima

Método hidrológico propuesto

Modelo hidrológico distribuido Simulación

Seis procesos

INRS- ETE, Quebec

Temperatura (°C) Precipitación (mm)

Caudal simulado Caudal medido

Caudal (m3/s)

Periodo con años húmedos y secos

• Eficiencia Nash-Sutcliffe • Diferencia de volumen (%)

Modelo hidrológico distribuido Calibración

Modelo hidrológico distribuido Simulación

Área UH: 10 km2 Seis procesos

Serie diaria multianual de caudal por tramo: 20 - 30 años

Modelo hidrológico distribuido Curva de duración de caudal

Qp

F Qp

Punto de derivación

Serie de caudal diario simulado de 20 años

Serie extendida de caudal medio anual

Incertidumbre de nueva estación hidrométrica • ¿Año húmedo o seco? • ¿Tendencia creciente o

decreciente?

Impacto alto en dimensionamiento • Embalses • Conductos • Turbinas

Modelo hidrológico distribuido Análisis de series de tiempo

Modelo hidrológico distribuido México, tres cuencas piloto

Hay de modelos ... a modelos

Incertidumbre: ±5%

• ~ 30,000 km2

• MDE de alta resolución

• Red de corrientes homogénea

• Simulación por microcuencas

• Simulación de cuerpos de agua

• Escenarios meteorológicos

• Escenarios de usos de suelo

• Series diarias de T, P, I, ETR, θ...

• Hidrograma diario multianual

• Curva de caudal por tramo Río Culiacán

Río Tecolutla

Río Nautla

IMTA/CFE (2007)

Proyectos factibles

Evaluación del PHE de PCH Mapa temático

Topología

Geometría

Potencia

Hidrología

Evaluación del PHE de PCH Consulta por proyecto

Método hidrológico

Can

adá

(20

07

)

EU

A (

20

04)

El S

alv

ad

or (

20

12

)

Bra

sil (

20

11

)

Per

ú (

20

10

)

Isla

nd

ia (2

01

2)

No

rueg

a (2

00

4)

Esp

a (2

01

3)

Ital

ia (2

00

6)

Méx

ico

(19

95

)

Méx

ico

(20

07

)

Interpolación por área ▪ Ecuación regional de regresión ▪ ▪ ▪ Mapa de isoescurrrimiento ▪ ▪ Análisis geoespacial de precipitación ▪ CDC regionales ▪ ▪ Modelo hidrológico distribuido ▪ ▪

Incertidumbre ± (%) 25 35 15 25 40 10 20 20 15 25 5

Evaluación de metodologías Métodos hidrológicos aplicados al PHE

Evaluación del PHE de PCH Requerimientos

• Cuenca de estudio seleccionada MDE con resolución de 30 m o mayor

• Análisis fisiográfico de la cuenca • Red de corrientes homogénea detallada

• Modelo hidrológico distribuido • Serie diaria multianual de Q por tramo • Series diarias de P, T, ETR, θ • Curva de duración de caudal por tramo • Esquema de PCH al hilo del agua • Cálculo por tramo de potencia bruta y

energía • Selección inicial de tipo de turbina • Determinación de distancias de acceso • Determinación de distancias de conexión

• Evaluación paramétrica de costos agregados

• Optimización de puntos de captación y desfogue de proyectos

• Análisis geoespacial de coincidencia con puntos o áreas con restricciones

• Cálculo por proyecto de potencia y energía con parámetros explícitos

• Clasificación por potencia de centrales: micro, mini, pequeña, mediana, grande

• Tablas dinámicas paramétricas por cuenca de PHE Bruto, Técnico, Económico, Explotable y Disponible

• Mapa georeferido del PHE y su contexto

Replicabilidad internacional

Evaluación del PHE de PCH Mapa del Tesoro... hidroenergético

Una metodología avanzada y aplicaciones informáticas para sistematizar el estudio de Prefactibilidad de proyectos PCH aumentarán la tasa de éxito desde las fases iniciales del desarrollo de proyectos PCH, y darán mejor resultado verificable que otras metodologías usuales en nuestro medio.

Sistematización del estudio de Prefactibilidad de proyectos PCH

Evaluación de metodologías Aplicaciones de Prefactibilidad de PCH

• RetScreen, Canadá

• HydroHelp, Canadá

• PEACH, Francia

• SIMAHPP, Francia

• Smart Mini Idro, Italia

• Vapidro-Aste, Italia

• NTNU Tools, Noruega

• Gauldal Consulting, Noruega

• Costos paramétricos NVE, Noruega

• Costos paramétricos CEPEL, Brasil

• VINSA, México

• ...

Funcionalidad (1)

Ret

Scre

en

Hyd

roH

elp

PEA

CH

SIM

AH

PP

Smar

t Min

i Id

ro

Vap

idro

-Ast

e

NTN

U T

oo

ls

Gau

ldal

Co

sto

s N

VE

Co

sto

s C

EPEL

VIN

SA

Interfaz gráfica de usuario ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Vinculación con mapa de PHE ▪ ▪ Modelo 3D georeferido del terreno

Modelo 3D de componentes de PCH

Dimensionamiento dinámico ▪ ▪ Selección de materiales y secciones ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Cálculo de cantidades de obra ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Modelos paramétricos de costos ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Simulación hidráulica de pérdidas ▪ ▪ ▪ ▪ Simulación hidrológica ▪ ▪ Simulación de energía y potencia ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Evaluación de reducción de GEI ▪ ▪ ▪

Evaluación de metodologías Aplicaciones de Prefactibilidad de PCH

Funcionalidad (2)

Ret

Scre

en

Hyd

roH

elp

PEA

CH

SIM

AH

PP

Smar

t Min

i Id

ro

Vap

idro

-Ast

e

NTN

U T

oo

ls

Gau

ldal

Co

sto

s N

VE

Co

sto

s C

EPEL

VIN

SA

Esquemas de venta energía y potencia ▪ ▪ Modelo de evaluación económica ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Modelo de evaluación financiera ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Optimización de emplazamiento ▪ Optimización de embalse

Selección asistida de turbinas ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Optimización de caudal de diseño ▪ ▪ Optimización de conductos ▪ ▪ Planos esquemáticos típicos de PCH ▪ ▪ Reporte, gráficos ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Mapas y animación

Replicabilidad internacional ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Evaluación de metodologías Aplicaciones de Prefactibilidad de PCH

Sistematización de Prefactibilidad de PCH Requerimientos

• Aplicación informática con interfaz integradora a nivel de prototipo

• Vinculación con PHE de PCH • Modelación 3D georeferido de terreno • Modelación 3D paramétrica dinámico de

componentes principales • Esquema de PCH al hilo del agua • Esquema de PCH con embalse • Selección de tipos, dimensiones y

materiales de obras hidráulicas • Cálculo de coordenadas, cantidades,

longitudes, dimensiones, áreas y volúmenes de componentes principales

• Modelación hidráulica de componentes principales

• Simulación hidrológica • Simulación de energía y potencia • Selección asistida de turbinas • Evaluación paramétrica de costos

desglosados • Esquemas de venta energía y potencia • Evaluación de reducción de GEI • Modelo de evaluación económica • Modelo de evaluación financiera • Optimización de emplazamiento • Optimización de embalse • Optimización de caudal de diseño • Optimización de conductos • Planos esquemáticos típicos • Reporte, gráficos, mapas y animación

Replicabilidad internacional

Modelación 3D de PCH

Arreglo de central

Ubicación de toma Ubicación de

desfogue Selección de ladera

Dimensiones

Coordenadas Longitud Ancho Altura Pendiente Área Volumen

Tipo de conducto

Canal Tubo Túnel Puente Tubería a presión

Tipo de cortina y forma

Terracería Enrocamiento Concreto RCC Arco ...

Terreno 3D

Curvas de nivel MDE

Preparación de terreno 3D

Ubicación de obra de toma y desfogue

Ubicación de obra de toma y desfogue

Túnel

Conducto forzado

Canal

Puente/Tubo

Ladera derecha

Selección de ladera

Túnel

Conducto forzado

Canal

Selección de ladera

Ladera izquierda

Características del embalse

Características de la boquilla

Tipo y forma de presa

Gravedad – CCR Eje recto

3,276,270 m3

Optimización del diseño preliminar

Costos estimados

• Dimensiones físicas

• Costos paramétricos

Beneficios estimados

• Precios de energías y capacidad

• Créditos de carbono

• Relación Costo/Beneficio

• Tasa interna de retorno

• Valor presente neto

• Costo nivelado de energía

• ...

Variables de decisión

• Caudal de diseño • Capacidad de embalse • Capacidad de conductos • Capacidad de turbinas

Criterios financieros

Optimización del diseño preliminar

Económicos

• Control de inundaciones

• Suministro de agua • Irrigación • Pesca • Turismo • Bienes inmuebles • Demanda de bienes y

servicios • Desarrollo regional

Sociales

• Electrificación • Despalzamientos • Empleos creados • Beneficios a la

comunidad • Seguridad nacional

Ambientales

• Reducción GEI • Conservación de

hidrocarburos • Inundación de tierra • Caudal ecológico • Migración de peces • Cubierta forestal • Calidad del agua

Otros criterios

Variables de decisión

• Caudal de diseño • Capacidad de embalse • Capacidad de conductos • Capacidad de turbinas

Beneficios directos

• Conocimiento científico del PHE con definición precisa de la cuenca de estudio.

• Solución tecnológica de alto valor agregado al problema complejo de la prospección sistemática, exhaustiva y confiable del PHE de una cuenca hidrográfica.

• Solución tecnológica de alto valor agregado al problema complejo del estudio de Prefactibilidad eficiente y confiable de proyectos PCH.

• Contribución al desarrollo científico y tecnológico nacional e internacional en materia de hidroelectricidad.

Beneficios indirectos

• Beneficios ambientales, económicos y sociales asociados a los proyectos PCH.

• La evaluación confiable y completa del PHE nacional hará posible el cumplimiento de la Ley para el aprovechamiento de las energías renovables y el financiamiento de la transición energética.

• El mejor desarrollo de proyectos PCH contribuirá al cumplimiento del Plan Nacional de Desarrollo y de los programas derivados.

• Contribución al cumplimiento de los compromisos internacionales adquiridos en materia de cambio climático.

• Contribución efectiva al desarrollo sustentable de México y de otros países a donde se replique esta experiencia.

Conclusiones

• En casi toda América Latina, no se conoce con certeza el PHE de PCH.

• El PHE requiere una red de corrientes homogénea y detallada.

• Se requieren criterios explícitos para determinan las categorías del PHE.

• Las categorías del PHE son dinámicas.

• EL PHE depende del método hidrológico aplicado.

• No basta estimar el caudal medio histórico (módulo) para evaluar el PHE.

• Los métodos más difundidos tienen incertidumbre de 20% o mayor.

• La incertidumbre hidrológica es un riesgo mayor que frena la inversión.

• Un geoportal no reduce la incertidumbre hidrológica, aunque lo aparenta.

• El método más confiable es el MHD si está bien calibrado.

• Los datos globales facilitan la aplicación de MHD en casi todos los países.

• El uso de MHD estimula la medición meteorológica e hidrométrica.

Estrategia: Promover la evaluación del PHE en todos los países de América Latina con certidumbre máxima.

¡Gracias!

Ing. Armando Trelles Jasso Epecialista en Agua y Energía

[email protected] [email protected] http://imta.gob.mx/