MODELO MATEMÁTICO DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA REVERSIBLE

Funcionamiento de una Micro-Central hidroeléctrica Reversible alimentada por paneles fotovoltaicos

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Resumen
En este artículo se muestran los resultados obtenidos de una investigación realizada a través de un modelo matemático para demostrar la sustentabilidad de la implementación de una micro-centralhidroeléctrica reversible en  Arequipa, usando energía fotovoltaica para alimentar las bombas que regresaran el agua para ser reutilizada. Se analizó para esta investigación el caudal y la densidad del río, la altura geográfica y los saltos del agua y se analizaron los datos en un proceso de simulación para comprobar su . Hemos utilizado, paneles fotovoltaicos, bombas hidráulicas, una batería, turbinas yválvulas. La presente investigación representa una fuente de energía sustentable permanente que puede proveer continuamente energía al consumidor usando fuentes de energía natural y renovable sin causar efectos dañinos en medio ambiente. (Máquinas hidráulicas reversibles aplicadas a micro centrales hidroeléctricas).

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1.Introducción:
En los últimos años, se ha visto de manera más clara como las actividades humanas han afectado el medio ambiente. Como una respuesta ante eso, se ha puesto en boga la utilización de energías renovables. Estas deben ser adaptadas según las características geográficas, climáticas, etc. de la región a la que se le está implementando.

La crisis hídrica presente en Arequipa y el altoíndice de radiación solar presente durante todo el año, hacen de la región un lugar ideal para implementar un sistema de micro-central hidroeléctrica reversible, que además de poder transformar la energía potencial del agua en electricidad, tiene la capacidad de hacerlo a la inversa, es decir, aumentar la energía potencial del agua consumiendo para ello energía eléctrica gracias a los panelesfotovoltaicos los cuales recepcionan los rayos solares y van cargando una batería la cual permite el funcionamiento de la bomba de agua. Esta batería está concebida para satisfacer la demanda energética en horas pico y almacenar energía en horas valle.
Mediante este proceso obtendremos los mejores resultados para Arequipa y usaremos no solo el agua que un recurso vital para nuestra sobrevivencia sinousaremos la energía natural del sol para poder general la energía que necesitamos para el impulso del agua y así poder reutilizarla.

Para poder realizar este proyecto deberemos contar con información necesaria del funcionamiento de centrales hidroeléctricas así como el funcionamiento de paneles fotovoltaicos para adaptarlos a las necesidades del proyecto. El caudal, la velocidad de la corrienteasí como la altura, son factores importantes a tener en cuenta para la elección de la turbina. También el tamaño de los paneles que vamos a utilizar.

Las ventajas que presenta este proyecto son varias, algunas de las conclusiones sacadas de trabajos anteriores se pueden recalcar:
Regulación del sistema eléctrico, permite almacenar energía en sus embalses y permiten otros usos
La energía seproduce y se consume al mismo tiempo
La alta capacidad de almacenamiento de energía. Con grupos generadores compuesto por maquinas robustas y fiables que necesitan pocos sistemas o equipos auxiliares para su operación
Es energía limpia y gratuita, que puede combinarse con otros beneficios, como riego, suministro de agua, etc.
Sus costos de mantenimiento y funcionamiento son bajos teniéndose encuenta que lo invertido en la   implementación se recupera a los largo de su uso.  

UBICACIÓN Y CARACTERISTICAS DE LA ZONA
Sibayo es un pueblo ubicado entre latitud: -15.49413 y longitud: -71.46533 (figura 1).


Figura 1 Localización de la zona de estudio.

CONDICIONES:
PARÁMETROS FUNDAMENTALES DE DISEÑO

Altura neta [m]
40
Caudal de diseño [m3/s]
11.2
Eficiencia de la turbina [%]...