Uso y aprovechamiento de fuentes renovables en la generación de energía. Modulo III: “Energía Hidroeléctrica” Ing. Roberto Saravia Esp. EERR y EE rsaravia.energia@gmail.com

Temario: 1. Concepto de Generación Hidroeléctrica. a. Energía Hidroeléctrica. b. Origen. c. Contexto Salvadoreño. 2. Tipos de Centrales Hidroeléctricas. a. Centrales de agua embalsada o pie de presa. b. Centrales a filo de agua. 3. Funcionamiento de una Central Hidroelécrica. a. Funcionamiento. 4. Componentes de una Central Hidroeléctrica. a. Componentes. 5. Etapas de Desarrollo. a. Aplicaciones aisladas y conectadas a la red. b. Costos. 6. Aspectos ambientales. 7. Ventajas y Desventajas

a. Energía Hidroeléctrica: 1. Concepto de generación hidroeléctrica a. Energía Hidroeléctrica: Se refiere al aprovechamiento de la energía potencial que tiene el agua (por diferencia de altura) que se obtiene buscando una caída de agua desde cierta altura a un nivel inferior, la que luego se transforma en energía mecánica por medio del uso de una rueda hidráulica o turbina. Dicha energía se puede usar directamente para mover un aserradero, un molino o conectar la turbina a un generador eléctrico.

a. Energía Hidroeléctrica: 1. Concepto de generación hidroeléctrica a. Energía Hidroeléctrica: Rho = densidad del agua =1000 kg/m3. Q = caudal = m3/s. G = aceleración de la gravedad = 9.8 m/s2. H = Caída = m. N = Eficiencia = 0.80

a. Origen: 1. Concepto de generación hidroeléctrica En la antigüedad ya se usaba la energía hidraúlica en europa para mover las paletas de los molinos....

a. Contexto Salvadoreño: 1. Concepto de generación hidroeléctrica a. Contexto Salvadoreño: Fuente: Siget - BEE 2010

a. Contexto Salvadoreño: 1. Concepto de generación hidroeléctrica a. Contexto Salvadoreño: No Nombre Tipo Potencia 1 GUAJOYO Guija Regulación. Punta. 19.7 MW. 2 CERRON GRANDE Chalate y Cab. Base y punta. 170 MW. 3 5 DE NOV. Chorrera del Guayabo. Hilo de Agua. Base. 99 MW. 4 15 DE SEP. San Idelfonzo. 157 MW. TOTAL 445 MW. Fuente: www.cel.gob.sv.

a. Contexto Salvadoreño: 1. Concepto de generación hidroeléctrica a. Contexto Salvadoreño: Fuente: CNE, Mapa base del MARN.

a. Contexto Salvadoreño: 1. Concepto de generación hidroeléctrica a. Contexto Salvadoreño: Fuente: GIZ-CNE, Marzo 2011.

2. Tipos de Centrales Hidroeléctricas.

a. Centrales de agua embalsada: 2. Tipos de Centrales Hidroeléctricas. a. Centrales de agua embalsada: Son los aprovechamientos hidroeléctricos que tiene la opción de almacenar las aportaciones de un río mediante un embalse. En estas centrales, se regulan los caudales de salida para utilizarlos cuando sea necesario. Central: Cerrón grande.

a. Centrales a filo de agua: 2. Tipos de Centrales Hidroeléctricas. a. Centrales a filo de agua: Son aquellas instalaciones que mediante una obra de toma, captan una parte del río y lo conducen hacia la casa de maquinas para su aprovechamiento y después lo devuelven al cauce del río. Este tipo de centrales tiene un impacto mínimo al medio ambiente. Central: Río Sucio.

3. Funcionamiento de las Centrales Hidroeléctricas. a. Funcionamiento:

a. Componentes PCH: 4. Componentes de las Centrales Hidroeléctricas. - Obras de derivación. - Obras de boca toma. - Obras de conducción. Des-arenador. Canal. Cámara de carga. Tubería de presión. - Sala de máquinas. Turbina. Generador. Transformador.

Obras de derivación: 4. Componentes de las Centrales Hidroeléctricas. Es un tipo de pequeña represa que se coloca en forma transversal al cauce del río con el fin de producir un remanso que facilite la derivación del agua hacia la bocatoma. También se utiliza para asegurar que la corriente esté siempre al alcance de la boca toma en sitios donde el caudal se reduce mucho durante la época seca.

Obras de boca toma: 4. Componentes de las Centrales Hidroeléctricas. Este componente se encarga de introducir y controlar el ingreso de agua al canal, el cual incluye una compuerta de toma del recurso y una compuerta de lavado, previo al ingreso del agua al desarenador. Sirve como una zona de transición entre una corriente y un flujo controlado (calidad y cantidad).

Obras de conducción: 4. Componentes de las Centrales Hidroeléctricas. Desarenador: eliminar la arena y sedimentos. Canal: conducir el agua de una distancia grande hasta la entrada de la tubería de presión. Cámara de carga: acumulador y limpiar elementos flotantes. Tubería de presión: conduce el agua a presión (tubo lleno) hasta la turbina.

Sala de Máquinas: 4. Componentes de las Centrales Hidroeléctricas. Turbina: transformar la energía cinética del agua en mecánica. Generador: convertir la energía mecánica a eléctrica. Transformador: elevar el voltaje para transmitir la corriente eléctrica a grandes distancias.

a. Aplicaciones aisladas y conectadas a la red: 5. Etapas de Desarrollo. a. Aplicaciones aisladas y conectadas a la red: Aisladas: son aquellos destinados para aquellas poblaciones o pequeños proyectos productivos en los cuales no hay acceso a las líneas de transmisión. Generalmente entre 1 kW y 1 MW. Conectadas a la red: son aquellas minicentrales que están acopladas a las líneas de transmisión aunque su contribución energética tiene un incidencia mucho menos que la de las grandes centrales.

a. Aplicaciones aisladas y conectadas a la red: 5. Etapas de Desarrollo. a. Aplicaciones aisladas y conectadas a la red: Aspectos a evaluar: Estudio geotécnico: evaluar las condiciones geológicas del sitio. Estudio hidrológico: para estimar el tamaño y rendimiento del proyecto basado en el caudal y la caída. Ingeniería de proyectos hidroeléctricos: determinación de todas las obras de ingeniería. Aspectos legales: cumplimiento de todos los permisos y aprobaciones requeridas. Habilidades de negociación: para lograr acuerdos. Relaciones con instituciones financieras e inversionistas.

a. Costos: 5. Etapas de Desarrollo. Costos de inversión. Costos de reposición intermedia. Costos de operación y mantenimiento.

6. Aspectos Ambientales. Desde el punto de vista ambiental: no genera GEI, los pequeños son de menor impacto, aveces son sitios de elevada sensibilidad ambiental (impacto local). Construcción de la obra civil: Impacta por ruidos, peligros de erosión por los movimentos de la tierra y turbidez de las aguas que genera impacto en la vida acuatica. Mitigación: obras se realizen en época seca. Flujo de agua: disminución de los flujos naturales de agua y para ellos se deja un caudal ecológico (10% del caudal medio) Mitigación: obras de captación lo permitan. Impacto social: se considera positivo se puede destacar que la construcción y operación de una PCH crea empleo a nivel local.

7. Ventajas y Desventajas. Fuente limpia y renovable: no consume agua, sólo la utiliza, no GEI, mínimos impactos locales. Disponibilidad del recurso: disponible en muchos sitios de centro América por sus características topográficas y clima. Podemos predecir con certeza su potencia en cada momento. Bajos costos de operación: no requiere combustibles y la necesidad de mantenimiento es relativamente baja. Eficiencia: tecnología de alta eficiencia (75% mecanica y 90% eléctrica).

7. Ventajas y Desventajas. Alto costo inicial: muy concentrada al inicio: estudios, construcción de obra civil, y compra de equipos. Disponibilidad local: las posibilidades de transmisión de la energía a largas distancias son limitadas por los costos y la potencian. (Generación distribuida). Necesidad de estudios: Los pequeños proyectos hidroeléctricos, en particular las pequeñas centrales, requieren de estudios técnicos elaborador para conocer el potencial disponible y la factibilidad técnica. (ya se trabaja en hacer procedimientos mas expeditos).