Proyectos microhidraulicos Fuentes alternas de energía ii

Introducción Ya desde la Revolución Industrial, la utilización de la fuerza del agua para producir energía ha sido considerada un medio seguro y fiable. Piénsese en los molinos de agua utilizados para moler los cereales, para mover serrerías o bastidores, o para exprimir el aceite, etc. Actualmente la fuerza hidráulica se utiliza sobre todo para la producción de energía eléctrica. Desde hace casi un siglo y medio las presas y las centrales hidroeléctricas son parte del paisaje de nuestras montañas, contribuyendo a consolidar en nuestra mente la idea de que el hidroeléctrico es un recurso energético limpio, disponible y renovable. Pero las instalaciones de grandes dimensiones con embalses para millones de metros cúbicos de agua, aunque utilicen una fuente de energía renovable, tienen también un efecto negativo sobre el medio ambiente. Pueden provocar trastornos en los ecosistemas preexistentes, modificando los flujos de los cursos de agua, dejando secos los ríos en largos tramos y por muchos meses al año, con graves daños para el patrimonio. Pueden modificar las capas acuíferas, empeorar la calidad de las aguas por el menor poder de dilución de los contaminantes y, a veces, pueden llegar a causar catástrofes geológicas.

1.1 Potencial Microhidraulico En tercer lugar, luego de la energía solar y de la energía eólica, la energía hidráulica es de las energías renovables de mayor rentabilidad, a pesar del elevado coste inicial que pueda acarrear armar un dispositivo hidráulico, por que además de tratarse de un recurso energético limpio, su explotación y mantenimiento son muy accesibles. Gracias a la energía potencial de los diferentes cuerpos de agua, se logra obtener energía hidráulica, y mientras no se trate de aprovecharla para crear pantanos o construir presas, esta es una importante energía verde, que además tiene un destacable potencial debido a que se obtiene a muy diferentes escalas, y para un sinnúmero de aplicaciones. La energía eléctrica obtenida de la transformación de la energía hidráulica es considerada la más rentable y confiable, en el caso de la energía micro-hidráulica, se puede ver claramente. Esta representa una oportunidad de expansión para zonas en vías de desarrollo. Lo maravilloso, es que no se debe almacenar el agua, sino que esta varía estacionalmente, sin derrocharse porque depende estrictamente del flujo del río. Un sistema micro-hidráulico puede funcionar con cantidades mínimas de agua, produciendo la electricidad a partir de un generador que utiliza la presión de la tubería de un sistema de riego por aspersión, teniendo la capacidad de proporcionar electricidad a un pequeño poblado, presentando un diseño de manejo simple y sencillo, logrando producir 3.5 KW.

Definición: Se definen las centrales en función de su capacidad menores de 30MW como: Micro hidráulica si la central es menor de 1 MW. Mini hidráulica si la central tiene entre 1 y 5 MW. Pequeña central si la central tiene entre 5 y 30 MW .

1.1.1 Regiones de aprovechamiento Los países con mayor capacidad en operación centrales de 2 MW a 10 MW son: País Centrales Capacidad Potencial China 2178 6040 71994 Japón 597 2852 13332 Austria 2200 500 8847 Francia 1720 2250 3424 Italia 1493 2022 18550 Suiza 1003 737 1569

1.1.1 Regiones de aprovechamiento País Centrales Capacidad potencial Noruega 530 879 2283 Rumania 263 273 1255 Finlandia 235 300 428 España 175 835 1997 México 17 74.26 nd Nota: La capacidad y el potencial están indicados en MW

LA MICROHIRÁULICA EN MÉXICO En México se tiene reconocidos la red de minihidráulicas y microhidráulicas divididas en: a). Microhidráulicas en operación de CFE. b). Microhidráulicas fuera de operación. c). Microhidráulicas de independientes. d). Proyectos viables.

1.1.2 evaluación del potencial Microhidraulico En México se cuenta con dos tipos de potencial de aprovechamiento de energía mini y micro hidráulica. 1). uno es el aprovechamiento de las centrales micro y mini hidráulicas que están fuera de servicio y que pueden reiniciar operaciones. 2). Otro son los nuevos proyectos que son viables y que muchos de estos están ya identificados y se encuentran en distintas etapas de su desarrollo.

MICRO HIDRÁULICAS EN OPERACIÓN Se tiene 13 centrales micro hidráulicas en operación por CFE. la capacidad total es de 23.61 MW. Las centrales hidroeléctricas que se encuentran fuera de servicio son 36, la capacidad que representa es de 37.075 MW. Las causas principales de la salida de operación son: 1). Equipo obsoleto o por altos costos de operación (25 centrales). 2). Falta de agua (8 centrales). 3). Vandalismo (3 centrales)

MICROHIDRÁULICAS DE INDEPENDIENTES Se cuenta con un registro de 61 centrales mini hidráulicas con una capacidad total de 43.57 MW. Las centrales registradas están ubicadas en estados como Puebla, Veracruz, Jalisco, Chiapas, y otros estados.

RESUMEN DE POSIBILIDADES EN MINI Y MICRO HIDRAULICAS Concepto Potencia Central en operación c/estudios 8.5 Centrales en operación por estudiar 21.4 Centrales fuera de servicio 36.78 Equipamiento (previabilidad) 30.60 Equipamiento ( identificados) 61 Nota: las unidades de potencia son MW

1.2 obra de toma La obra de toma es la estructura hidráulica de mayor importancia de un sistema de aducción, que alimentará un sistema de generación de energía hidroeléctrica, riego, agua potable, etc. A partir de la obra de toma, se tomarán decisiones respecto a la disposición de los demás componentes de la Obra. Los diferentes tipos de obras de toma han sido desarrollados sobre la base de estudios en modelos hidráulicos, principalmente en aquellos aplicados a cursos de agua con gran transporte de sedimentos. En el caso de sistemas en cuencas de montaña, debido a las condiciones topográficas, las posibilidades de desarrollo de embalses son limitadas. Por tal motivo, es usual la derivación directa de los volúmenes de agua requeridos y conducirlos a través de canales, galerías y/o tuberías, para atender la demanda que se presenta en el sistema de recepción (agua potable, riego, energía, etc.).

Obras de tomas superficiales La obra de toma superficial es el conjunto de estructuras que tiene por objeto desviar las aguas que escurren sobre la solera hacia el sistema de conducción. Considerando al río como parte del sistema ecológico, la obra de toma se constituirá en un obstáculo para el libre escurrimiento del agua o en una intervención sobre un medio natural, que dará lugar a modificaciones del estado de equilibrio. Para la toma, el curso natural es un medio que satisfacerá las necesidades de agua del sistema receptor. El primer concepto se limita únicamente a la naturaleza y sus leyes, el segundo presenta al hombre y sus objetivos. Esto significa, que la utilización del agua a través de la obra toma tendrá consecuencias sobre el curso natural en cuanto a su morfología, régimen de escurrimiento y sobre el área de influencia en cuanto al equilibrio de sus suelos, nivel de aguas subterráneas, etc.

Obras de toma de derivación directa: Estas formas de toma son de las más antiguas y cuyo concepto aún se mantienen en vigencia como alternativa primaria para el riego de parcelas aledañas al río o quebrada. El diseño más rudimentario consiste en una simple apertura en el curso natural, orientando el flujo hacia sistema de conducción (normalmente un canal).

1.3 alternadores Alternador: Generador de corriente eléctrica alterna [se llaman monofásicos, bifásicos, o trifásicos según el numero de fases de la corriente que proporciona]. Convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Tanto los alternadores como generadores [dinamos] producen corriente, creando movimiento entre un conductor y un campo magnético.

1.4 transformadores Un transformador es una máquina estática de corriente alterno, que permite variar alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal. Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada en magnetismo para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario.

1.5 servicios propios La utilización de tableros de servicios propios en una subestación eléctrica debe estar regulada por los estándares establecidos por una autoridad en materia de energía.  En México, es la Comisión Federal de Electricidad (CFE) la que se encarga de establecer los parámetros para el manejo y distribución de la energía eléctrica.  Para la CFE los tableros de servicios propios deben alimentar cargas de las subestaciones de 230kV, 115kV, 69kV, 34,5kV, 23,8kV y 13,8kV. Los tableros de servicios propios conocidos como tableros autosoportados se forman por secciones verticales que se ensamblan formando una estructura rígida, modular y autocontenida. Lo que permite esta estructura es que se arme un conjunto rígido que no pierda continuidad eléctrica que también pueda separarse o permita retirar una parte del mismo sin afectar a los demás componentes.

Funcionamiento de los tableros de servicios propios Entre los tableros de servicios propios se encuentran dos tipos, los tableros de corriente alterna y los tableros de corriente directa:  - Tableros de corriente alterna. Se diseñan para funcionar mediante un sistema trifásico que consta de cuatro hilos. Cuentan con un neutro aterrizado, con tensión nominal de 480 - 220/127 V c.a. clase de aislamiento de 600 V y frecuencia de 60 Hz. - Tableros de corriente directa. Estos trabajan mediante un sistema de dos hilos, uno de los cuales es positivo y el otro, negativo, ambos aislados de tierra. Su tensión nominal es de 125 V c.d., no obstante, están diseñados para operar hasta en una tensión de 250 V c.d.

Características de los tableros de servicios propios Las características generales de los tableros de servicios propios son:  - Temperatura ambiente de -5˚C a 40˚C. - Altura de operación: 2000 msnm. - Envolvente: tipo NEMA 1, (uso interior). - Incremento de temperatura: 65˚C máximo, sobre un ambiente de 40˚C. - Capacidad de conducción de corriente en barras: de acuerdo a especificación de CFE. - Capacidad de conducción de corriente en derivados: conforme al marco del Int. Termomagnético asociado. - Corriente momentánea de cortocircuito: 14 kA en c.d. y 25 kA en c.a. - Señalización: local y remota por baja tensión o falla, dependiendo del tablero. - Tipo de interruptores derivados: automáticos en caja moldeada. - Ambiente especial: interferencia electromagnética hasta 420 kV.

1.6 Impacto económico y ambiental Las instalaciones de las microcentrales hidráulicas, es una tecnología de bajo costo, confiable y apto para generar energía eléctrica a pequeña escala. No necesitan del uso de combustibles fósiles para su uso u operación; pues utilizan la fuerza del agua que es una fuente de energía renovable. Su impacto ambiental es muy mínimo a comparación de las grandes centrales.

POR SU ATENCION, GRACIAS !!!