fundamentos centrales hidroelectricas pequenas

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.

9un curso de agua
escurre por un cauce
“cerro abajo”,
9un río atraviesa unacascada
9un río atraviesa una
barrera artificial
9un 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,
División de Estudios y Desarrollo

Por consiguiente:
La generación de energía hidroeléctrica
requierede dos elementos:
¾ un Caudal de agua “Q”
y
¾ una Carga “H”.

División de Estudios y Desarrollo

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 la diferencia entre laCarga 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.
División de Estudios y Desarrollo

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 de aprovechamientospequeños, el caudal se puede expresar
en litros/segundo (l/s) en que 1000 l/s equivalen a 1 m3/s .

División de Estudios y Desarrollo

Principios de Hidrogeneración
Potencia y Energía

“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).

“Potencia”

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

División de Estudios y Desarrollo

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%)

8

ρ : es la densidad del agua (1000 Kg/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)

División de Estudios y Desarrollo

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

División de Estudios y Desarrollo

Ventajas de lasCentrales Hidroeléctricas Pequeñas
Una de las tecnologías de generación de energía limpia más:
¾ económicas: Bajos costos de operación y mantenimiento
¾Confiables: larga vida útil
¾ De alta eficiencia (70% - 90%) que supera ampliamente a las otras fuentes
de generación eléctrica
¾Con un alto nivel de predicción que depende de los patrones anuales de
precipitaciones
¾Con un factor de planta elevado(generalmente > 50%) si se compara con
la eólica (generalmente < 30%) y la solar
¾Una baja tasa de variabilidad diaria con un cambio gradual en el tiempo
¾Un mínimo impacto ambiental por emplazamiento y operación
¾Amplia experiencia en este tipo de tecnología en el país
¾Escenario legal y ambiental favorable como fuente de ERNC

División de Estudios y Desarrollo

Centrales Hidroeléctricas PequeñasAsociadas 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:
¾aspectos geológicos y de mecánica de suelos para el
emplazamiento de las obras,
¾el largo de los canales de aducción,
¾la falta de caminos para trasladar los equipos,
¾los lugares en que se ubican las bocatomas,
¾la distancia de las...