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  • 7/25/2019 Area_Tematica_2_-_Hidroelectricidad (1)

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    GUSTAVO RIVAS

    CASTILLO

    de

    los

    cin de

    la

    cual como consecuencia

    del incremento

    de

    los costos de los combustibles fsiles

    que alimentan las

    de han

    co-

    brado mayor

    relevancia

    en Venezuela en

    los ltimos

    aos. Por

    otra

    las centrales hidroelctricas no son

    contaminantes y poseen un costo de y

    mantenimiento.

    Los

    hidroelctricos

    n U ' C U l a . . la

    sumida

    los

    r A n f ' , e > r . l f c

    VUO .Me>

    Los textos citados

    en

    las Referencias

    y

    son de

    C J C ~ . , a ,

    inters para ahondar sobre el

    tema.

    15.1

    DEFINICIONES BSICAS.

    A

    continuacin se , ,pe,>,,I ' ' '

    nidones

    bsicas que

    En

    este se recomienda el

    ,, H -'HV

    rada por

    el Ministero

    del Ambiente

    Naturales

    Renovables de Venezuela

    il

    Potencia

    o

    'I'f< < Uouu:a.

    volumen de agua

    otra,

    expresarse

    en

    la cual es el el

    peso

    del

    volumen

    agua

    H el desnivel de este

    se

    realiza

    en

    un

    t

    y

    se C>Vlnr, ' ' '

    el peso del

    agua como siendo

    el volumen y

    r

    el peso del

    se tiene que la P fy rrl ' ' ' ' ' ' ' 'nriu'nl {>

    P

    ocasionan

    resistencia de forma

    chndose

    rV

    t

    salto sino una fraccin de sta que

    denomina

    altura

    o salto

    neto

    ht es la

    ' ' ' iJr'J'Cl o

    carga

    total

    tendr:

    por

    lo tanto:

    A

    los

    fines

    I .H, ; tL ' ' '

    L''' '

    en

    caballos

    de vapor

    kilovatios

    para

    lo cual

    se

    obtenindose:

    evo

    P 13

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    HIDROELECTIUCIDAD

    42

    38

    0.66

    4

    0 67

    M 43

    0.67 1Ul70 3

    J

    50

    0 70

    23,004,5

    que

    altura bruta de

    h ' ' - W ' -V, '

    0 71

    106 S 0 72

    44 173 3

    84

    59

    0 72

    35 0052

    hidrulicas de en

    67

    57

    0 70

    26,225,1

    consecuencia de roces mecnicos

    N

    49

    0 68

    19,939,0

    8

    47 0 67

    14828 0

    totalidad de hidrulica

    TOTAL

    adi-

    ~

    E Pt

    en metros

    sei ialadas

    y

    la

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    resto

    de

    los

    v

    Ul " ,CU" ' ' >

    de

    COI1-

    un

    sistema

    formado por

    de

    Son

    continua

    co-

    un

    de

    tleJ 11D'O

    de

    carga

    de

    un mercado.-

    s

    la

    V H ~ H V

    la

    mxima consumida

    un

    sistema interconectado.

    Altura

    o carga

    de

    diseo.- Es la

    altura de

    t 'n1 1 i,,,r,n,vi,,,,,,',, al centro

    de de

    la

    no , , ::>

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    gerlercic1C n dd

    DEMANDA ASOCIADA

    HIDROELCTRICAS.

    vienen ex-

    TABLA

    MES

    E

    F

    A

    vI

    o

    N

    D

    21 2

    determinar

    no

    dicha demanda

    deber

    la

    HR',, U UU''''''

    usualmente

    nmicos del sistema.

    6 0 127 2

    103 5

    75 2

    210 5

    220 9

    493 8

    1206 5

    544 2

    243 7

    180 2

    5005 3

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    1

    Los costos

    de

    n r n r l l l r f l

    Las fuentes alternas de suministro y sus costos.

    o Las fuentes

    de

    existentes.

    m',,,,,.,,.,,

    siste-

    La firme

    va

    entonces

    irre-

    a una de ocurrencia

    y a

    una

    forma ' VLV) .H.a

    de

    suministro. El nivel de ga-

    normalmente

    se al

    menos en un

    como

    antes

    se

    mencion.

    Fuera del aplrovectlan11elnto hi-

    IJU LLU.au terica

    O J V J H ~ ' L H U a u de turbinar los excesos de

    vol-

    pn , p r ' C J 1

    secundaria

    estar

    V U ' U U L U U fsica

    de

    inst l d de la central cOlrresPIJl1Ijie Il

    no

    ,7LV 'L U interco

    cubrir las

    que si en

    u

    dado una

    central hidroelctrica por las razones antes pu-

    diese ello no necesa-

    riamente que

    el

    mercado servido

    por

    el sistema

    interco-

    nectado del

    cual central forma la

    por cuanto la demanda del

    ser

    cu-

    bierta con

    slo si la co-

    ha

    sido mal Es obvio que

    una

    ade-

    '1 1( 01 '''-;;;.'''' de

    un

    sistema tiene su

    de

    supere razonable

    esto supone, que la

    ser considerada

    en esa

    tenerlo

    pues

    esa

    \ .IOJW Lu,au

    instalada

    que gene-

    tiene

    su utilidad

    slo en:

    la

    osea,

    rar secundaria sea menor que

    combustible por

    cuanto

    la

    aH

    ..

    cuando exista coincidencia

    aleatoria

    fallas

    del

    sistema cual es

    El

    Sin si a

    ese mismo

    un

    de suministro reducido nicamente

    las

    horas

    de

    consumo

    hacerlo en

    cantidad

    sutlclerlte

    a costos

    ).ctJlct l l lUct

    adecuada.

    La instalada de

    una

    central

    debe ser, al menos, capaz de la . ~ ~ ~ ~ ,

    normalmente

    es

    bastante por cuanto

    secundaria

    y dar

    UC AHJLHUaU

    y eficiencia al

    interconectado. La

    determinacin

    de la

    nal a instalar

    debe tomar

    en

    cuenta consideraciones

    ndole los ahorros de combustibles

    el

    JV:>1U'lHI..lctl.lt:t;

    de

    nedado. En

    r1 r , r r ,

    miento

    hidroelctrico de sus

    dimensiones

    ,,,,u,,,o, estar

    condicionado

    a dentro del

    referencia de la

    demanda

    a

    cubrir

    por el ' ''.rplT'''

    sea

    la

    alternativa ms

    econmica

    cin de su

    cuota

    de

    elevar

    el

    dad

    del sistema.

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    HIDROELEC TIUCIDAD

    El

    TIEMPO

    horas)

    TlENIPO

    horas)

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    hidroelctrica

    sern

    los

    768.000

    de

    2346.000

    kWh y

    MW lo

    TIpos

    APROVECHAMIENTOS HIDROELCTRICOS.

    Elementos

    de

    un

    apr01 e

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    sta se ubica

    de

    la presa localizn

    travs

    del cuerpo

    mediante un tnel

    existir en

    dos

    versiones diferentes:

    y

    una

    se-

    observacin la

    a

    de presa

    se caracterizan

    obras

    de

    conduccin cortas.

    HIDROELECfRICIDAD

    nd

    15.29

    de

    conduccones

    Cl =nDx

    dondee

    es el espesor

    de

    acero 1.200 el costo

    la total de

    T BL

    15.9

    T

    il I\ fil1ones e B$.,

    / fio

    6.500 , 192357 9 D x JI

    el

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    Esquema

    ESQUEM TICO

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    equenoembalse

    Esquema tpico

    con

    otros de

    encuentran las antes citadas.

    stas poseen un

    los labes

    de la

    turbina

    del suministro

    d.

    me

    una

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    HIDRO

    ELECTRICIDAD

    subterrnea

    En

    HIDROELCTRICAS

    fundamental

    Transformadores de potencia principales

    Nota: Longitudes

    ro

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    entrales

    monolticas

    con la t o m a . ~ Son

    on

    la obra de

    versin

    , ~ n J [ H f 1 U i ~

    r e m o t a s ~

    an;

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    VIST FR ONT L

    subterrllea del Venezuela Cortesa de

    e L ' Ci ,A , ,

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    37/51

    los desniveles corrientes

    U f . > n t T a r l por

    las

    Un

    de

    ellas es la Estuario

    entre Saint

    Malo Francia

    del

    de central

    su

    CORTE

    Fuente: U.S.B.R. Dams and control

    WOI ks,

    U. .U. .V., Washington 1954

    circunstancias

    como

    las

    una sola tubera forzada

    cada centraL

    77

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    38/51

    de concreto s yen su

    himeneas de

    donde

    stas

    ondiciones de

    t d

    por

    las N, C ,,'j

    HIDROELECTRICIDAD

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    central debe pn SriUS,ele

    f tc ' rnco, tD obtener

    una

    subestructura de una

    atencin a la tubera

    de

    nivel de r s t i ~

    racin. La tubera con codo 1-'''''''''''',.,

    por hubulencia

    a

    existente

    en

    el

    se

    muestran

    los

    o

    Rec1amation

    pues toda la

    turbina la cota de

    atmosfrica

    os

    10 n

    de

    altura

    de

    15.7 TURBINAS.

    En el

    nrp ,>nl p

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    de

    un

    turbin hi-

    Distribuidor

    b

    La

    en forma

    de

    de

    los

    diferentes

    Pe ton

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    tubera.

    Las turbinas Pelton

    con distribuidores un

    h st

    seis.

    ORTE

    t l i ~ m v H

    DETALLE

    Vista general de una instala :in

    de eje vertical del mecaulSlIlo

    horizontal o

    en-

    est form d

    por

    labes

    al de rotacin

    constituido por

    dos m

    una turbina

    control de caudales

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    Fuente

    Refen :t1Cl

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    44/51

    786

    cfica

    3)

    HIDROELECIRICIDAD

    C UD L ( de diseo

    Fuente: ' , l e IMa

    (Il)

    15.46

    Variacin de la efi:ienlcia cun el caudal

    esta velocidad

    lo cual:

    de

    la familia

    de

    turbinas

    cuya

    de

    1 k

    1 m (u otros valores unitarios

    determinada

    ~ J ~ ' , ' u . ' - J > J ~ ' - H U es en realidad una rela

    Dado

    que la la tur-

    una

    familia

    de

    turbinas

    velocidad espe-

    del

    rorn o< , t r

    bina est directamente

    a

    un

    la ve-

    locidad real de la turbina debe coincidir con una

    velocidad sincrnica definida por:

    3 600

    donde

    es

    l nmero de de

    del alternador.

    Ms aun, por razones

    constructivas

    y de se

    pre-

    de aguas mximas

    15.47

    Ubicacin relativa plano del

    y la sumergenca

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    45/51

    Pelton:

    Frands:

    donde

    calcula

    N como:

    Una

    seleccionado el de

    determinando el

    valor de

    h ' . , Y ~ H obtener

    restantes caractersticas

    de las

    turbinas

    d.

    Ubicacin de

    turbinas.

    Pelton.-

    sobre la

    real

    se

    y se

    esta

    \ V1

    u . u

    la

    de rodete

    para

    con

    A

    tacin

    de

    determina

    78

    y

  • 7/25/2019 Area_Tematica_2_-_Hidroelectricidad (1)

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    HIDROELEcnUCID D

    Seleccin

    del

    nmero

    de u n i d a d e s ~

    Una la

    0 2655

    total a instalar

    en un

    desarrollo

    la cota 500 msnm l

    baromtrica ser:

    ULJ lU< lL t

    de

    lmites

    n i ~

    10 33 - 0 0012

    x z

    := 10 33 0 0012

    x

    500

    =

    9 73 n

    de

    consideraciones

    de

    cos y de economa.

    y

    de

    la

    tprnnp . ; h

    vapor

    del agua:

    lo tanto:

    Seleccin

    de turbinas.

    obtener la

    de la expre-

    m

    la turbina

    deber

    cota de restitucin

    .Figura 15.48

    Diagrama de seleccin de turbinas

  • 7/25/2019 Area_Tematica_2_-_Hidroelectricidad (1)

    47/51

    '

    no afectadas

    por

    lmites

    suele

    comenzar

    por dos unidades

    tndose este valor

    de

    acuerdo

    con la

    del servicio con

    Seleccin del de

    turbinas.

    Una vez seleccionado

    el nmero de unidades se para escoger el

    varios fundamentales:

    ' Caudal

    Potencia

    cada

    turbina

    cada

    unidad

    Cada de diseo cada mxima.

    de una vez conocidos

    realizarse

    mediante

    el

    uso

    del

    Es hacer notar

    altura en los cuales pue-

    en estos casos

    ser necesario

    tomar

    en

    cuenta

    factores adicionales tajes

    como:

    ' Costos de excavacin

    ' Eficiencia

    de

    cada

    de

    < Proteccin contra el

    de

    turbina

    ariete

    ti Facilidad de construccin de

    por

    mentales. En ciertos casos

    su diseo final.

    5.8

    LL.u r u ; ADICIONALES.

    Generadores.

    Figura 15.49

    Corte vista de un alternador (f cncr:adorl

    tallnCl ldo por General

    estructuras.

  • 7/25/2019 Area_Tematica_2_-_Hidroelectricidad (1)

    48/51

    se

    Transfonnadores

    d Otros

    del transformador viene

    definida

    por

    y de

    enumeran el

    de los e > r 1 I 1 W ' ' '

    las centrales:

    incendios.

    aire

    acondicionado

    alumbrado

    y

    HIDROELECTIUODAD

    de central.

    Elctricos.

    de

    Barras

    transformador

    trans-

    < Generador

    tierra

    del neutro del

    C . I . t : : l a L < V J .

    < Paneles

    de

    de

    mando

    de

    de

    comunicacin

    telfonos.

    Transmisin

    15 9 DESARROLLO DE

    HIDROELCTRICO

    a. Fases del desarrollo

    DE APROVECHAMIENTO

  • 7/25/2019 Area_Tematica_2_-_Hidroelectricidad (1)

    49/51

    ella.

    proceso

    de

    maduracin,

    seleccionada anterior.

    que

    la informacin

    recabada en

    alterar a

    momento

    resaltarse

    dos

    ' rrlnrp tienen

    que mantenerse

    hidroelctrico

    de

    un

    >

    n

    hidroelctrico diferencia

    de

    desde

    TRAMO LONGITUD DESNIVEL

    1 47 70

    2 28

    125

    120

    5

    30

    6

    rOTALES

    b.

    Fase

    inidal

    de

    Evaluacin

    del O n 1

    que

    condicionado

    binomio naturaleza y

    consta

    de

    79

    e t ~

    terico-hidroelctrico bruto.-

    Naturales

    Renovables

    ha r l p , ' r n l

    que p C ; . L U I H e

    MEDIO

    TEORICO TEORICA

    2 350

    1 151

    10 082

    2.250 78

    1 600

    280 A5

    273 2.391

    800 2.072 18.151

    750

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    HIDROELECIRICIDAD

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