UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

FACULTAD DE INGENIERÍA AGRÍCOLA

DEPARTAMENTO DE MECANIZACIÓN AGRÍCOLA

PROYECTO FINAL DE MINI-CENTRALES ELÉCTRICAS

ALUMNOS:

-WILLIAMS HUGO, MEDINA RAMIREZ

-FREDY…..

CURSO:

MINICENTRALES ELECTRICAS Y REDES DE DISTRIBUCION RURAL

CATEDRATICO:

JOSUE ALATA REY

CICLO:

2011-II

2011-IIINDICE

CAPITULO 1: INTRODUCCIÓNCAPITULO 2: MEMORIA DESCRIPTIVA2.1 GENERALIDADES2.1.1 Ubicación del proyecto2.1.2 Vías de acceso2.1.3 Características geográficas y climáticas de la zona2.1.4 Características hidrológicas del río2.1.5 Población beneficiada2.2 RESUMEN TÉCNICO DEL PROYECTOCAPITULO 3: CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS3.1 DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA ELÉCTRICA3.2 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA INSTALADA3.3 DETERMINACIÓN DE LA ALTURA NETA3.4 DETERMINACIÓN DEL CAUDAL NOMINAL3.5 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA EFECTIVA3.6 DETERMINACIÓN DE LA ENERGIA GENERADA3.7 DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE CARGA3.8 DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE PLANTACAPITULO 4: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS4.1 BOCATOMA4.2 CANAL DE CONDUCCIÓN4.3 DESARENADOR4.4 CAMARA DE CARGA4.5 TUBERIAS DE PRESIÓN4.6 TURBINA4.7 GENERADOR ELECTRICO4.8 TRANSFORMADOR4.9 CONDUCTORES ELÉCTRICOS: MT Y BTCAPITULO 5: PRESUPUESTO5.1 METRADO5.2 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOSCAPITULO 6: DISPOSICIONES FINALES6.1 CONCLUSIONES6.2 BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCION

A lo largo del curso hemos aprendido diversos tipos de generación eléctrica, pero en este trabajo nos basaremos en la generación hidráulica.

Con las bases teóricas realizaremos un proyecto del presupuesto e instalación de una mini central eléctrica, para abastecer eléctricamente un pequeño pueblo y quizás más adelante hacerlo realidad.

A continuación le presentamos este humilde trabajo de dos alumnos de ingeniería agrícola y espero les agrade y sirva de algo.

…..UNA FOTO PEGALO……

MEMORIA DESCRIPTIVA

2.1GENRALIDADES

El objetivo de este proyecto es aprovechar un salto de agua existente, constituido por una presa y una tubería forzada, generando energía eléctrica. Su finalidad será la de suministrar energía al pueblo de Santa Elena.

2.1.1 Ubicación del proyecto

….ELIGE UN DEPARTAMENTO…..

Está ubicada en el departamento de Ucayali, en la provincia coronel portillo, al sur de Pucallpa en el rio pachitea.

2.1.2 Vías de acceso

La vías de acceso a este proyecto son muy accidentadas debido a la geografía del lugar, solo se cuenta con caminos de tierra en condiciones paupérrimas.

2.1.3 Características geográficas y climáticas de la zona

Su geografía es accidentada con relieves altos en el límite con Huánuco y al otro extremo se encuentran un relieve mas plano.Su clima es cálido y húmedo con temperaturas promedio entre 20 y 32 grados centígrados.

2.1.4 Características hidrológicas del rio

El rio pachitea presenta un caudal regular. En épocas de avenida el caudal es de 20m3 aproximadamente y en las épocas de estiaje es de 8m3.

2.1.5 población beneficiada

La población beneficiada seria el pueblo de Santa Elena con aproximadamente unos 5000 habitantes.

2.2 RESUMEN TÉCNICO DEL PROYECTO

Este proyecto se realiza para poder brindarle electrificación a un pueblo que no tiene conexión con el sistema eléctrico común debido a la lejanía en la que se encuentra y a la geografía accidentada de la zona la cual no permite la conexión de las líneas de transmisión.

El proyecto se basa en la construcción de una represa y una tubería forzada por la cual pasara el agua, haciendo girar la turbina generando así la energía eléctrica.

CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS

3.1 DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA ELÉCTRICA

Como observamos la población es de 5000 habitantes aproximadamente.Entonces observando el cuadro de demanda de potencias:

Podemos afirmar que su demanda será de 180 a 500 Kw entonces interpolamos para hallar la demanda:

4000 180

5000 X

10000 500

10000 - 4000 = 500 - 18 resolviendo al ecuación: X= 233.3310000 - 5000 500 – X X = 234

Entonces podemos afirmar que su demanda eléctrica es de 234 Kw

3.2 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA INSTALADA (Pinst)

La demanda futura de una población se calcula para un período de 5 a 10 años. La tasa de incremento de la demanda de energía eléctrica se puede estimar en un 4% a 10% anual, según las características del crecimiento anual de la población, el nivel de vida social y los proyectos de desarrollo de la zona de estudio.En este caso la tasa de crecimiento es de 4% y el número de años es de 15 años (tiempo de vida de la mini central)

La potencia instalada será:

Pinst = Pw. (1 + t) ⁿ

Donde: Pw= Demanda actual t= Tasa de incremento anual de energía eléctrica n= Número de años P= Potencia instalada de la micro central

Entonces:

Pinst = 234(1 + 0.04) ⁱ⁵

Pinst = 421.4 = 422Kw

3.3 DETERMINACIÓN DE LA ALTURA NETA (H)

La altura neta es la diferencia de cotas entre la cámara de carga y la sala de maquinas, la cual en el proyecto va ser de 45m.

3.4 DETERMINACIÓN DEL CAUDAL NOMINAL (Q)

El caudal nominal lo podemos calcular en función de las variables que ya tenemos con la siguiente ecuación:

Pinst = 7.5Q.H 422 = 7.5xQx45 …… resolviendo la ecuación: Q = 1.25037037m3/s

3.5 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA EFECTIVA

La potencia efectiva la hallamos con la siguiente ecuación: Pefec = Pinst – Pssaa = Pmax

Pssaa: perdidas de potencia = 85

Entonces: Pefec = 422 – 85 = 337Kw

3.6 DETERMINACIÓN DE LA ENERGIA GENERADA

La energia generada se calcula con la siguiente ecuacion:

E = Top. Pmax

Donde:

Top: tiempo de operación(la central operara 14 horas al diaPmax: potencia maxima

Entonces: E = 14x337 E = 4718 Kw-h

3.7 DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE CARGA

El factor de carga se define como el cociente de la potencia media (Pm, en el proyecto la potencia media será de 300Kw) durante un periodo de tiempo sobre la potencia pico o max (Pmax) presentada en ese mismo periodo de tiempo.

fc = Pm = 300 = 0.89 Pisnt 337

3.8 DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE PLANTA

El factor de planta es una indicación de la utilización de la capacidad de la planta en el tiempo. El es resultado de dividir la potencia media (Pm) generada por la planta, en un periodo de tiempo dado, entre la potencia instalada (Pinst) de la central. fp = Pm = 300 = 0.71 Pmax 422

El factor de carga da una idea de la racionalidad en el uso de la capacidad instalada en un sistema. Un factor de carga alto(cercano a la unidad) indica un uso racional y eficiente de la capacidad instalada.

Para abastecer la demanda, es necesario fc > fp

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

4.1 BOCATOMA

Es parte de la obra civil que se realiza en el mismo lecho del río con la finalidad de dirigir el flujo hacia el canal de conducción de agua. Son masas de concreto de sección trapezoidal.

4.2 CANAL DE CONDUCCIÓN

Tiene por finalidad conducir el agua desde la toma al lugar donde se aprovechará el salto.Estará construido básicamente de tierra para aminorar costos.

4.3 DESARENADOR

La función de este componente es la de precipitar las partículas sólidas que pudiera arrastrar la corriente de agua, evitando que lleguen a la maquinaria y la dañen.Este estará cerca a la cámara de carga.

4.4 CAMARA DE CARGA

Su misión es aliviar las sobrepresiones originadas por la operación de la maquinaria como cierres o aberturas bruscas de válvulas.

4.5 TUBERIAS DE PRESIÓN

la tubería de presión se acoplara a la turbina pasando por la parte inferior de la pared del edificio central. Esta estará hecha de acero

4.6 TURBINALa turbina elegida para el proyecto es una turbina Francis normal debido al número de revoluciones y a que la altura de caída no es muy grande.

4.7 GENERADOR ELECTRICO

Utilizaremos un alternador síncrono, trifásico, de eje horizontal, con polos salientes, sin escobillas y genera a 380 V que estará acoplado a la turbina y será el encargado de convertir la energía mecánica, en energía eléctrica. Estará ventilado por aire en circuito abierto con expulsión de aire caliente al exterior, en nuestro caso particular la expulsión se realizará en la misma sala del grupo turbina – alternador.El alternador funcionara con el punto neutro puesto a tierra a través de un trasformador de potencia.El funcionamiento de la central será siempre en paralelo con la red eléctrica no pudiendo hacerlo en red aislada.

4.8 TRANSFORMADOR

la energía eléctrica para poder ser transportada a distancias considerables es necesario elevar su tensión (2.3, 10, 13.8, 22.9 Kv) y esto se realiza mediante transformadores en una subestación de potencia denominada subestación elevadora.Existirá un trasformador para la conexión del generador a la red.Formara parte del suministro, además de los propios trasformadores, la carga, trasporte, seguro y descarga (incluso medios auxiliares) desde el camión de los trasformadores, así como el traslado hasta el lugar definitivo y la colocación sobre los carriles dispuestos en la sala para el trasformador de generación.Así mismo incluye:

- El suministro y conexionado de los cables de media y baja tensión.- El conexionado de los elementos de protección del trasformador,

así como la puesta a tierra.El suministrador deberá aportar los soportes para los cables de media y baja tensión y terminales. Estos soportes estarán formados por una celosía de ángulo de 50 mm de lado fijado al suelo del recinto del transformador. Los soportes del cable tendrán también, en la parte superior, los elementos adecuados para fijar los aisladores de porcelana. Entre los bornes del transformador y los aisladores que apoyan en la celosía se colocara una unión de tubo de cobre de 40 mm de diámetro, 5 mm de pared. Sobre este tubo de cobre y mediante las piezas de unión adecuadas se realizaran las conexiones entre los terminales del cable y los bornes de los trasformadores.

4.9 CONDUCTORES ELÉCTRICOS: MT Y BT

Los conductores eléctricos de media tensión serán de aluminio y en los de baja tensión serán de cobre.Los conductores de media tensión trasportaran la electricidad (10Kv aprox) mediante una red de distribución, desde la subestación elevadora hasta las sub estaciones receptoras de baja tensión (440, 360,220v). Desde las estaciones de baja tensión es de donde se distribuyen hacia las casas.Todas la líneas de trasmisión (primarias y secundarias) serán aéreas (10m de altura) y los postes serán de madera para ahorrar costos debido a que es una zona rural.

PRESUPUESTO

5.1 METRADO

La distancia del pueblo a la mini central es de 3Km. Entonces se necesita 9Km de cable para media tensión y para la distribución en baja tensión es de 2Km.

5.2 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS

El costo total del equipo electromecánico es 30000.00 dólares entonces como este representa el 40% podemos hallar en función de este los demás costos aproximados.

- Equipo electromecánico (40%): 60000.00 dólares- Redes eléctricas: (25%) : 37500.00 dólares- Obras civiles (30%) : 45000.00 dólares- Estudios (5%) : 7500.00 dólares

Total: 150000.00 dólares es el presupuesto total de la mini central.

DISPOSICIONES FINALES

6.1 CONCLUSIONES

Mediante este estudio de pre-factibilidad se da a conocer las condiciones que se necesitan para hacer efectivo la creación de una mini central hidroeléctrica en el rio de pachitea en el poblado de santa Elena, en la provincia de coronel portillo, Ucayali.

RECUERDALO…!!!algunos de los conceptos hay que agregarlos algo más… las concluciones tambien HANDA AVAZANDO DESDE ANTES PARA VER DESPUES EN QUE LO PODEMOS MEJORAR, tenemos que hacerle de lo mejor este trabajo pesa el 25% del curso. HAZLO BIEN AMIGO CONFIO EN TI Y YA ANDA AVANZANDO. YO ESTOY PRESO CON EL TIEMPO, Y TENGO QUE HACER TODO LO POSIBLE PARA APROVAR ESTE CURSO CON EL EXAMEN FINAL.

Correo jr.mostajo@hotmail.com

6.2 BIBLIOGRAFIA

- Gran enciclopedia del Perú- UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA, Curso de

mini centrales eléctricas y redes de distribución rural