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INFORME N°1: CALCULO DEL CAUDAL NECESARIO PARA EL DISTRITO DE CHUGUR

INTRODUCCIÓN

La demanda eléctrica varía constantemente y es necesario que las centrales eléctricas generen la energía demandada en cada instante. Existen centrales que debido a la tecnología de generación que emplean, no pueden variar fácilmente la energía generada (centrales nucleares), mientras que otras centrales (centrales térmicas convencionales) tienen diversas restricciones técnicas y económicas sobre estas variaciones. Las centrales hidroeléctricas son una de las tecnologías que menores restricciones presentan a la variación de carga.

Estas centrales se integran en el sistema de "Almacenamiento energético en red" ayudando a adaptar la generación a la curva de la demanda con lo que se reducen las variaciones de energía que tienen que realizar las tecnologías menos apropiadas para ello; de este modo las centrales reversibles bombearían en las horas valle, y turbinarían en las horas pico.

OBJETIVOS

Determinar la población futura estimada con un periodo de diseño adecuado a la localidad.

Determinar la demanda eléctrica con los datos obtenidos del INEI Calcular el caudal mínimo necesario para la respectiva población

DESARROLLO DEL TRABAJO

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Teniendo nuestra respectiva población a estudiar, nos dotamos de los datos necesarios, ellos obtenidos del instituto de estadística e informática (INEI) y que consistían en el número de población total de cada censo desde el año 70 en adelante. Así empezamos con el cálculo el cual de tallaremos a continuación:

Año Población total (Ha)1972 32611981 36491993 38132002 41232003 41472004 41712005 41942007 4237

1.- PERIODO DE DISEÑO:

Basándonos en la vida útil de las estructuras, el crecimiento poblacional, las posibles aplicaciones y el costo de los proyectos tenemos:

En localidades metropolitanas, con características de zonas urbanas definidas

30- 40 años

En localidades que tienen más de 50000 habitantes y buena dinámica de desarrollo

15 a 20 años

En localidades pequeña con bajo potencial de desarrollo 15 a 25 añosEn localidades pequeñas con gran potencial de desarrollo 15 a 25 años

Y también basándonos en un dato calculado posteriormente; la tasa de crecimiento:

Periodo de diseño(años) Tasa de crecimiento según interés compuestos (%)

20- 30 <115- 25 1-210-20 >2

2.- Estimación de la población futura:

Lo calculamos por métodos analíticos, los cuales se basan en modelos matemáticos; esto son:

a) Método aritmético:

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Se emplea la fórmula: P f=Pi+Ka× (Tf−Ti )

Dónde: Ka=(P2−P1 )÷ (T 2−T 1 )

Luego:

K 1=(3649−3261 )÷ (1981−1972 )=43.11

K 2=(3813−3649 )÷ (1993−1981 )=13.667

K 3=(4123−3813 )÷ (2002−1993 )=34.44

K 4=(4147−4123 )÷ (2003−2002 )=24

K 5=(4171−4147 )÷ (2004−2003 )=24

K 6=(4194−4171 )÷ (2005−2004 )=23

K 7= (4237−4194 )÷ (2007−2005 )=21.5

K= k 1+k 2+k3+k 4+k 5+k 6+k 77

=26.246

Por lo tanto la ecuación general estará dada por:

P f=Pi+26× (Tf−Ti ) …. (1)

Reemplazando en (1) se tienen las siguientes poblaciones futuras:

P f=4237+26.246× (20 )=4762hab

b) Modelo geométrico.

Se emplea la fórmula: P f=Pi×eKg (Tf−Ti )

Dónde: Kg= (LogP2−LogP1 )÷ (T 2−T 1 )

Luego:

K 1=( log36 49−log3261 )÷ (1981−1972 )=0.005425

K 2=( log3813−log 3649 )÷ (1993−1981 )=0.001591

K 3=( log 4123−log 3813 )÷ (2002−1993 )=0.003772

K 4=( log 4147−log 4123 )÷ (2003−2002 )=0.002521

K 5=( log 4171−log 4147 )÷ (2004−2003 )=0.002506

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K 6=( log 4194−log 4171 )÷ (2005−2004 )=0.002388

K 7= ( log 4237−log 4194 )÷ (2007−2005 )=0.002215

K= k 1+k 2+k3+k 4+k 5+k 6+k 77

=0.002917

Por lo tanto la ecuación general estará dada por:

Pf=Pi×e0.002917 (20) ….(2)

Reemplazando en (2) se tienen las siguientes poblaciones futuras:

P f=4237×eKg ( 20)=4492hab

c) Método de interés simple:

Se emplea la fórmula: P f=Pi× (1+r ×∆ t )

Donde: Kg= (P2−P1 )÷ (P1×∆ t )

Luego:

K 1=(3649−3261 )÷ (3261×9 )=0.01322

K 2=(3813−3649 )÷ (3649×12 )=0.003745

K 3=(4123−3813 )÷ (3813×9 )=0.009033

K 4=(4147−4123 )÷4123=0.005821

K 5=(4171−4147 )÷ (4147 )=0.005787

K 6=(4194−4171 )÷ (4171 )=0.005514

K 7= (4237−4194 )÷ (4194×2 )=0.005126

K= k 1+k 2+k3+k 4+k 5+k 6+k 77

=0.006893

Por lo tanto la ecuación general estará dada por:

P f=Pi× (1+0.006893×20 ) ….(3)

Reemplazando en (3) se tienen las siguientes poblaciones futuras:

P f=Pi× (1+r ×∆ t )=4821hab

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d) Método de interés compuesto:

Se emplea la fórmula: P f=Pi× (1+r )n

Donde: r¿ t√ PfPi−1Luego:

K 1=9√ 36493261−1=0.01257

K 2=12√ 38133649−1=0.0037

K 3= 9√ 41233813−1=0.0087

K 4=41474123

−1=0.0058

K 5= 41714147

−1=0.0058

K 6=41944171

−1=0.0055

K 7= 2√ 42374194−1=0.0051

K= 7√k1+k2+k 3+k 4+k 5+k 6+k 7=0.00627

Por lo tanto la ecuación general estará dada por:

Pf=Pi×0.0062720 ….(4)

Reemplazando en (4) se tienen las siguientes poblaciones futuras:

P f=4237×0.0062720=4801hab

3.-DETERMINACION DE LA DEMANDA ELECTRICA

3.1.-Pronostico del número de viviendas

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N ° deViviendas= N ° dehabitantesHabitantes por vivienda

Tomando como habitante por vivienda el número 3 obtenemos los siguientes datos:

NUMERO DE VIVIENDASAÑO N° DE VIVIENDAS1972 32611981 36491993 38132002 41232003 41472004 41712005 41942007 4237

3.2.- Pronostico del número de abonados domésticos

Según el cuadro dado por el docente , clasificamos a la población conforme a la curva B2 el cual tiene como coeficiente de electrificación INICIAL igual a 0.35

NUMERO DE ABONADOS DOMESTICOSAÑO

COEFICIENTE DE ELECTRIFICACION

N° DE VIVIENDA

S

N° DE ABONADOS DOMESTICOS

1972

0.35 1087 380

1981

0.4 1216 487

1993

0.5 1271 636

2002

0.65 1374 893

2003

0.69 1382 954

2004

0.7 1390 973

2005

0.7 1398 979

2007

0.72 1412 1017

3.3.- Pronostico del consumo de energía por parte del sector doméstico y alumbrado público

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Empleamos aquí una fórmula matemática cuya valores arrojados esta detallados en la siguiente tabla

LOCALIDAD N° DE HABITANTES ECUACIONA MAS DE 3000 Y=78.3997*X0.3844

Con esta fórmula obtenemos estos datos:

CONSUMO NETO DOMESTICO Y ALUMBRADO PUBLICOAÑO N° DE

ABONADOS DOMESTICOS

CONSUMO UNITARIO (kW-h)

CONSUMO NETO DOMESTICO+ ALUMBRADO

PULICO (kW.-h/año)1972 380 769 2927381981 487 846 4114841993 636 937 5955902002 893 1068 9543032003 954 1096 10449162004 973 1104 10744892005 979 1106 10827002007 1017 1123 1141770

3.4.- PRONOSTICO DEL CONSUMO COMERCIAL

Aquí tenemos la siguiente relación:

N ° deabonados domesticosN ° de abonadoscomerciales

=4−7

Adoptamos un valor de 5.5 y además tenemos por el tipo de localidad B2 un factor para el consumo comercial que es 1. 05 de estos datos obtenemos:

CONSUMO COMERCIALAÑO N° DE ABONADOS

COMERCIALESC.U.

COMERCIALCONSUO

COMERCIAL(kW-h/año)

1972 69 807.9 558861981 88 888.0 785561993 116 984.1 1137042002 162 1121.7 1821852003 173 1150.3 1994842004 177 1159.2 2051302005 178 1161.7 2066972007 185 1179.0 217974

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3.5.- PRONOSTICO DEL CONSUO DE CARGAS ESPECIIALES

Este es un valor ya establecido el cual es el 3% del consumo doméstico y alumbrado público más el consumo comercial

3.6.-PRONOSTICO DEL CONSUMO NETO TOTAL:

Este valor lo obtenemos de los dos pronósticos anteriormente sumados

3.7.- PRONOSTICO DEL CONSUMO BRUTO TOTAL

Resulta de adicionar al consumo neto total las pérdidas de energía, el porcentaje de pérdidas de energía se obtienes por el tipo de localidad, así tenemos

LOCALIDAD % PERDIDAS DE ENERGIAA 15%

Todos estos pronósticos se detallan en la tabla siguiente:

CONSUMO BRUTO TOTAL

AÑOCONSUMO

DOMESTICO+CONSUMO COMERCIAL

(kW.-h/año)

CONSUMO DE CARGAS

ESPECIALES (kW.-h/a)

CONSUMO NETO TOTAL

(kW.-h/año)

CONSUMO BRUTO TOTAL

(kW.-h/año)

1972 348624 10459 359082 4129451981 490040 14701 504741 5804531993 709294 21279 730573 8401592002 1136488 34095 1170583 13461702003 1244400 37332 1281732 14739922004 1279619 38389 1318007 15157082005 1289398 38682 1328080 15272912007 1359744 40792 1400536 1610617

3.8.- PRONOSTICO DE LA DEMANDA DE POTENCIA

Suponemos que se dará el servicio las 8 horas del día, los 365 días del año:

Luego la demanda máxima de potencia será:

Demandade potencia= Consumobruto total(N ° dehoras diarias×365 )

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Demandade potencia=1610617(8×365 )

=551.581

Utilizando interés compuesto:

Df=Da× (1+r )t

Para hallar la demanda actual se tiene en función a nuestra cantidad de habitantes:

POBLACION(HAB) DEMANDA DE POTENCIA4000-10000 180- 500

Interpolamos y tenemos la demanda de potencia para 4237 habitantes:

Da=193kw

Usamos la fórmula del interés compuesto y calculamos la demanda futura:

Df=512.086kw

Pero para este trabajo emplearemos la demanda calculada inicialmente.

3.9.- PRONOSTICO DEL CONSUMO NETO INDUSTRIAL

Para el cálculo del consumo industrial, se realiza una encuesta, para nuestro trabajo consideramos que la encuesta arrojo los siguientes resultados:

Consumo Zapatería 0.5Kwh/díaConsumo Panadería ( 2 ) 3Kwh/día

Consumo Carpintería 1.5Kwh/díaTOTAL 5Kw/día =1825 kwh/años

Para un periodo de diseño de 20 años y con una tasa de crecimiento e 2% para este sector tenemos:

Df =8Kwh / año

Entonces la demanda total de potencia en KW será= 552+8=560Kw

Teniendo en cuenta el potencial total de diseño, además del salto bruto obtenido del plano con curvas de nivel, procederemos a determinar el caudal de diseño:

P=9.8×Q×H ×n

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Despejando y reemplazando se tiene:

Qminimo nesesaio=¿1.0333m3/s

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES:

Se obtuvo los datos de estimación de población futura a 20 años por el método de interés compuesto que es 4801 habitantes.

Se determinno por medio de planos el salto bruto el cual nos sirvió ara el cálculo de caudal

Se calculó el caucel que es de 1.0333 m3/s

REOMENDACIONES

Al momento de copiar los datos de censos de la Inei ya que los datos pueden pertenecer a otra provincia o a un año distinto

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Emplear el método de interés compuesto ya que es el más exacto y que más se aproxima a las proyecciones.

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