Caudales

2010
Sistemas de Generación de Energía Eléctrica HIDROLOGÍA BÁSICA

Universidad Tecnológica De Pereira

Hidrología Básica
Conceptos Básicos de Hidrología

La hidrología es una ciencia clave en el estudio de los sistemas de generación. Ésta permite determinar la capacidad real de la central y planear la operación de la misma teniendo en cuenta la estacionalidad de las afluencias. En estasección se estudiarán los principales conceptos en la materia, aplicados a las centrales de generación hidráulica.

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Conceptos Básicos de Hidrología

Reservorios Conforme a la capacidad de regulación, las plantas son clasificadas como de acumulación y de compensación. Los reservorios de acumulación tienen gran capacidad de almacenar energía en forma de agua. Por tal razónson responsables de la regulación del caudal del río en cada ciclo hidrológico. Las centrales con reservorios de acumulación son denominadas de reservorio. Los reservorios de compensación presentan poca capacidad de regulación por lo que las plantas de compensación son denominadas a filo de agua. En una central a filo de agua el volumen máximo y mínimo son iguales por lo que se espera un volumenútil constante.

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Conceptos Básicos de Hidrología

Antes de iniciar el estudio detallado del caudal como una variable estocástica importante en la operación de los sistemas hídricos, es necesario definir algunos conceptos: Caudal de Crecida Corresponde al caudal máximo registrado (o esperado) en un aprovechamiento; este valor es de especial interés para el diseño de las obrasciviles (azud, canal de conducción, vertederos, etc.) pues éstas deben estar en capacidad estructural de soportar estos caudales de crecida.

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Conceptos Básicos de Hidrología

La característica estacional de las afluencias permite determinar un Periodo de retorno asociado con el cual se diseñan las obras de desvío y captación. Según la OLADE los periodos de retorno recomendadopara la captación son los siguientes: • Microcentrales: 20 a 25 años • Minicentrales: 50 a 100 años • Pequeñas centrales: 100 a 150 años

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Conceptos Básicos de Hidrología

Caudal Mínimo Debe ser definido a partir de los estudios ambientales por lo que es denominado caudal ecológico. Este tiene especial importancia en los sistemas que requieren obras de desviación oretención como túneles, canales de baja presión o embalses los cuales limitan el caudal disponible aguas abajo del emplazamiento.

Caudal Asegurado La estocasticidad en las afluencias lleva consigo una variabilidad de la potencia disponible en la unidad hidráulica, por tal razón, es importante definir el caudal mínimo que se puede asegurar con una probabilidad alta (normalmente entre el 85% al 95%).Hidrología Básica
Conceptos Básicos de Hidrología

Mientras que el caudal de crecida determina el diseño de las estructuras civiles, el caudal asegurado permite el diseño de los elementos electromecánicos y el cálculo de la potencia disponible final. En la gran mayoría de pequeñas centrales hidroeléctricas, el caudal asegurado es el que finalmente será conducido por la tubería de presión haciala casa de máquinas, por lo que la potencia eléctrica resultante será constante. En otros tipos de centrales, la potencia de salida puede ser tan variable como las afluencias por lo que el caudal asegurado permite determinar el factor de utilización de la misma. El caudal asegurado se calcula mediante un estudio de variables promedio.

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Estudio de variables promedio Como es deconocimiento, la potencia disponible en un aprovechamiento depende principalmente de la altura neta y el caudal disponible. No siempre se cuenta con mediciones históricas de caudal por lo cual es necesario realizarlas manualmente, a este procedimiento se denomina aforo. La naturaleza estocástica de las afluencias hace que la potencia disponible sea igualmente aleatoria. Para analizar esta...