Fundamentos de centrales hidroeléctricas pequeñas y sus obras anexas

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FUNDAMENTOS DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS PEQUEÑAS Y SUS OBRAS ANEXAS

MARCIAL GONZALEZ SALAS INGENIERO CIVIL HIDRAULICO JUNIO - 2008

División de Estudios y Desarrollo

Principios de Hidrogeneración Carga y Caudal La energía hidráulica se
obtiene cuando un flujo de agua cae desde un nivel superior a uno inferior. un curso de agua escurre por un cauce “cerro abajo”, un río atraviesa unacascada un río atraviesa una barrera artificial un canal o embalse descarga el agua devolviéndola al río de origen

La caída vertical del agua o “carga” es esencial en la generación hidráulica. El escurrimiento rápido del agua por si sola no contiene energía suficiente para generación hidroeléctrica,
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Por consiguiente: La generación de energía hidroeléctricarequiere de dos elementos: un Caudal de agua “Q” y una Carga “H”.

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Principios de Hidrogeneración
es la caída vertical máxima de agua disponible, desde el nivel de captación en el río hasta el nivel de descarga al cauce.

La “Carga Bruta”

Menor de 10 metros : “Carga Baja”. Entre 10 y 50 metros : “Carga Media” Sobre 50 metros : “Carga Alta”

Es ladiferencia entre la Carga Bruta y la Carga Real.

La “Carga Neta” (H)

La Carga Real o “Neta” de una turbina es algo menor que la “Carga Bruta” por las pérdidas producidas en el trayecto del agua hacia la Casa de Máquina.
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Principios de Hidrogeneración

El “Caudal” (Q) de un río es el volumen de agua que escurre por segundo, medido en (m3/s).

En el caso deaprovechamientos pequeños, el caudal se puede expresar en litros/segundo (l/s) en que 1000 l/s equivalen a 1 m3/s .

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Principios de Hidrogeneración Potencia y Energía
Es la cantidad de trabajo realizado, o la capacidad para realizar un trabajo (Joule) . La “Electricidad” es una forma de energía, que se expresa en kilowatt-horas (KWh).

“Energía”“Potencia”

Es la energía generada por segundo. Se mide en Watts (1 Watt = 1 Joule/s) 1 Kilowatt (KW) son 1000 Watts.

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todo lo anterior son datos para el Cálculo de la Potencia
P=η.ρ.g.Q.H
P : es la potencia mecánica producida por el eje de la turbina (Kilowatts) η : es la eficiencia hidráulica de la turbina (70% - 90%)

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ρ : es la densidad del agua (1000Kg/m3) g : es la aceleración de gravedad ( 9,81 m/s2) Q : es el Caudal que pasa por la turbina (m3/s)

No se compliquen Alguien lo calculará por Uds.

H : es la Carga Neta del agua sobre la turbina (m)

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Las hidroturbinas transforman la presión del agua en potencia mecánica axial, para hacer girar un generador eléctrico y producir energía eléctricaDivisión de Estudios y Desarrollo

Ventajas de las Centrales Hidroeléctricas Pequeñas
Una de las tecnologías de generación de energía limpia más: económicas: Bajos costos de operación y mantenimiento Confiables: larga vida útil De alta eficiencia (70% - 90%) que supera ampliamente a las otras fuentes de generación eléctrica Con un alto nivel de predicción que depende de los patrones anuales deprecipitaciones Con un factor de planta elevado (generalmente > 50%) si se compara con la eólica (generalmente < 30%) y la solar Una baja tasa de variabilidad diaria con un cambio gradual en el tiempo Un mínimo impacto ambiental por emplazamiento y operación Amplia experiencia en este tipo de tecnología en el país Escenario legal y ambiental favorable como fuente de ERNC

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Centrales Hidroeléctricas Pequeñas Asociadas a Obras de Riego

Aspecto clave : Conocer las distintas variaciones en el entorno físico en que se ubican estas hidrocentrales, que inciden en sus costos: aspectos geológicos y de mecánica de suelos para el emplazamiento de las obras, el largo de los canales de aducción, la falta de caminos para trasladar los equipos, los lugares en...
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