Aprovechamientos Hidráulicos Prof. Jesús DE ANDRADE Prof. Miguel ASUAJE

Transcripción

1 Turbinas Hidráulicas Aprovechamientos Hidráulicos Prof. Jesús DE ANDRADE Prof. Miguel ASUAJE

2 La Energía Hidráulica

3 La Energía Hidráulica Escurrimiento Superficie s1 2 s Curso natural: Río

4 Aprovechamiento Hidráulico p g v 2g p g v 2g z1 z2 hr 1 2 z 1 z2 hr 1 2 z 1 L z 2 Plano de Referencia

5 Métodos para el Aprovechamiento de las Fuentes Hídricas 1) Intercepción de la corriente 2) Desviación de la corriente

6 1) Intercepción de la corriente h r Factor de Aprovechamiento H H b H H útil bruta H H b L

7 Intercepción de la corriente

8 Centrales a Embalse Central Hidroeléctrica Las Tres Gargantas, MW 32 turbinas 三峡大坝, Casi personas fueron realojadas principalmente en nuevos barrios construidos en la ciudad de Chongqing.

9 Centrales a Embalse Central Hidroeléctrica ITAIPU, MW 20 turbinas En el 2000 la represa tuvo su récord de producción (93,4 mil millones de kwh) siendo responsable del 95% de la energía eléctrica consumida en el Paraguay y el 24% de toda la demanda del mercado brasileño.

10 Represa Macagüa, 3140 MW Presas de Bóvedas Notables

11 Los Aliviaderos Resalto Hidráulico

12 Aliviaderos Guía de las Compuertas Compuertas y Aliviadero

13 Aliviaderos Compuerta y Deflector Vertedero lateral

14 Aliviaderos

15 Aliviaderos

16 Aliviaderos

17 Aliviaderos tipo Sifón

18 2) Desviación de la corriente H b H H b h u h v h w h u pérdidas en el túnel h v pérdidas tubería forzada h w pérdidas canal desagüe

19 Central por derivación. San Rafael de Kamoirán

20 La Obra de Conducción Canales de Hormigón Canales de Elevados Canales

21 La Casa de Máquinas

22 Cuenca hidrográfica

23 Histograma de Caudales

24 Río Caroní Histograma de Caudales

25 Curva duración de caudales

26 Definición de caudales Caudales interesantes del punto de vista de la catalogación de los recursos hídricos: Q 100 Caudal mínimo observado los 365 días del año (8760 horas). Q 95 Caudal mínimo observado el 95 % de los días del año (8322 horas). Q 50 Caudal mínimo observado el 50 % de los días del año (4380 horas). Q m Caudal medio Q m Qdt 365

27 Potencial del salto Los caudales anteriores multiplicados por el peso especifico del agua y la altura del salto respectiva dan los valores de potencia posible o potencial del salto: P 100 Potencia mínima observada los 365 días del año (8760 horas). P 95 Potencia mínima observada el 95 % de los días del año (8322 horas). P 50 Potencia mínima observada el 50 % de los días del año (4380 horas). P m Potencia media

28 Coeficientes del salto Coeficiente fluctuación de potencia: Caracteriza la fluctuación relativa del potencial hidráulico. La explotación del salto es mas favorable cuanto menor sea. P P ,5 Coeficiente de Crecida: Caracteriza la magnitud relativa del caudal de crecida (posibilidad de inundación). Q Q máx mín Q Q máx

29 Estimación del Potencial Potencial técnicamente disponible P TD : PTD 0,56 P 50 P50 2,5 P95 Caudal instalado Q inst : Se denomina al caudal total que absorberán todas las turbinas de una central hidroeléctrica en operación normal (suma del caudal nominal de todas las turbinas de la central)

30 Centrales de Aprovechamiento Hidroeléctrico Clasificación general

31 Según su función Centrales que suministran directamente trabajo Mecánico Centrales que suministran sólo energía eléctrica Centrales que suministran energía eléctrica y cuyo embalse tiene además otras funciones (riego, navegación, suministro de agua potable y control inundaciones)

32 Según tipo de embalse Centrales de agua fluyente, sin embalse (Q inst = Q 100 ). Centrales con embalse alimentado por cursos naturales Centrales de acumulación por bombeo. Centrales mareo motrices.

33 % de la Carga Máxima Centrales de Acumulación por Bombeo 100 Curva de carga diaria (+) (+) (-) (-) t [hora]

34 Centrales de Acumulación por Bombeo Espectro de potencias

35 Centrales de Acumulación por Bombeo

36 Centrales Mareomotrices Vista aérea de la Central Mareomotriz La Rance, Francia

37 Centrales Mareomotrices Mareas: Movimiento periódico alternativo de ascenso y descenso del nivel del mar debido a las acciones gravitatorias de los astros Factores que influyen en las mareas: Reparto geográfico de mares y tierras Orografía del fondo Fenómenos meteorológicos

38 Centrales Mareomotrices Magnitudes características: Período: Tiempo comprendido entre dos pleamares o dos bajamares ( 12 horas) Amplitud: Diferencia de nivel entre una pleamar y una bajamar consecutivas

39 Centrales Mareomotrices Amplitud de las mareas: Valor variable en el planeta: Baja en el centro de los océanos 1 m En algunos lugares se alcanzan los 15 m Máxima si Sol, Tierra y Luna están en línea Mínima si Sol, Tierra y Luna forman 90º

40 Centrales Mareomotrices

41 Aprovechamientos Hidroeléctricos Centrales Hidroeléctricas

42 Las Centrales Hidroeléctricas 1. Embalse superior 2. Presa 3. Galería de conducción 4. Tubería forzada 5. Central 6. Turbinas y generadores 7. Desagües 8. Líneas de transporte de energía eléctrica 9. Embalse inferior o río

43 TURBINAS Producen Trabajo

44 Tipos de Turbina Hidráulica Pelton Kaplan Francis

45 Según el salto (a) (b) (c) a) De pequeña altura H < 15 m b)de mediana altura 15 < H < 50 m c) De gran altura H > 50 m

46 Según la potencia generada Picocentrales: Microcentrales: Minicentrales : Pequeñas centrales: De gran potencia: P < 5 kw P < 100 kw 100 KW < P < 2000 kw 2000 kw < P < kw P > 10 MW

47 Grandes Centrales del mundo Nombre Itaipu Tres Gargantas País Brasil Paraguay Año de Finalización China 2004 Potencia instalada Producción máx. anual de electricidad 1984/1991/ ,000 MW 93.4 TW-h 10,500 MW (May 2007) 22,500 MW (2009) 84.7 TW-h Guri Venezuela ,200 MW 46 TW-h Grand Coulee EE.UU /1980 6,809 MW 22.6 TW-h Sayano Shushenskaya Rusia ,721 MW 23.6 TW-h Churchill Falls Canadá ,429 MW 35 TW-h

48 Aprovechamientos Hidroeléctricos en Venezuela Centrales Hidroeléctricas

49 Centrales Hidroeléctricas Central Potencia Instalada Tipo de Turbinas # de Turbinas Guri MW Casa máquinas # 1: TF 10 Casa máquinas # 2: TF 10 Macagua I 370 MW TF 6 Casa máquinas # 1: TF 12 Macagua II 2540 MW Casa máquinas # 2: TK 2 Desarrollo Hidroeléctrico del Río Caroní Caruachi 2424 MW Turbina Hélice 14 Tocoma 2424 MW Turbina Hélice 14 San Agatón 300 MW TP 2 La Colorada 460 MW TF 2 La Vueltosa 825 MW TF 3 Complejo Uribante Caparo

50 Desarrollos Hidroeléctricos Cuencas de los Ríos Caroní, Paragua y Caura GURI RÍO CAURA CANAIMA RÍO CAURA RÍO PARAGUA

51 Desarrollos Hidroeléctricos Río Caroní

52 Desarrollos Hidroeléctricos Bajo Caroní Capacidad Instalada Energía Firme Anual MW GWh MBEPD GURI MACAGUA I 372 MACAGUA II CARUACHI TOCOMA 2.250* GURI TOCOMA CARUACHI TOTALES * INSTALACIÓN FUTURA MACAGUA

53 Escalera del bajo Caroní Guri Simón Bolívar H G 128 Tocoma Manuel Piar H T Caruachi Francisco de Miranda H C 54.5 Macagua Antonio José de Sucre H M Río Orinoco Distancia en kilómetros desde el Orinoco

54 Escalera del alto Caroní En proyecto Distancia Km. Progresiva desde San Pedro de las Bocas

55 Complejo Uribante Caparo El Proyecto Hidroeléctrico Uribante-Caparo es un conjunto de obras de ingeniería en las cuencas de los ríos Uribante, Doradas-Cambutito, y Caparo, ubicados en los Estados Táchira, Mérida y Barinas de la República Bolivariana de Venezuela

56 Complejo Uribante Caparo

57 Complejo Uribante Caparo Perfil esquemático del desarrollo