UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CHILE

CAMPUS SANTIAGO SUR

DISEÑO CONCEPTUAL DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE PEQUEÑA POTENCIA

Carrera de Ingeniería en Proyectos Industriales

Trabajo de la asignatura de Seminario de Título

Profesor guía Sr. Carlos González Díaz

Jorge Cristóbal Riquelme Rodríguez

Antonio Miguel Ángel Zemljic Hernández

Santiago de Chile Diciembre de 2014

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CHILE

CAMPUS SANTIAGO SUR

DISEÑO CONCEPTUAL DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE PEQUEÑA POTENCIA

Carrera de Ingeniería en Proyectos Industriales

Trabajo de la asignatura de Seminario de Título

Profesor guía Sr. Carlos González Díaz

Jorge Cristóbal Riquelme Rodríguez

Antonio Miguel Ángel Zemljic Hernández

Santiago de Chile Diciembre de 2014

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Agradecimientos y dedicatoria

A nuestros familiares y seres queridos…

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN...................................................................................................62. DEFINICION DEL PROBLEMA.............................................................................73. JUSTIFICACION....................................................................................................84. MARCO TEORICO................................................................................................9

4.1 El sistema Eléctrico en Chile.........................................................................94.2 Fuentes de Energía Renovable no Convencional ERNC..............................94.3 Esquema típico de una central hidroeléctrica de pasada............................104.4 Centrales Hidroeléctricas de paso de pequeña y mediana potencia...........114.5 Tecnologías y tipos de Turbinas..................................................................12

4.5.1 Turbina Pelton....................................................................................124.5.2 Turbina Kaplan...................................................................................134.5.3 Turbina Francis...................................................................................15

5. OBJETIVOS.........................................................................................................165.1 Objetivos Principales...................................................................................16

5.1.1 Diseñar a nivel conceptual el edificio y unidades generadoras.......................................................................................16

5.1.2 Evaluar económicamente el Proyecto...............................................165.2 Objetivos secundarios.................................................................................16

5.2.1 Asociados a 5.1.1..............................................................................165.2.2 Asociados a 5.1.2..............................................................................17

6. DESARROLLO DEL TEMA.................................................................................186.1 Antecedentes del proyecto..........................................................................186.2 Selección y dimensionamiento Conceptual grupoTurbina – Generador......19

6.2.1 Datos de entrada...............................................................................196.2.2 Cálculo de Potencia...........................................................................206.2.3 Selección de tipos de turbina según parámetros de

altura neta y caudal de diseño en cartas de selección de Fabricantes...................................................................................22

6.2.4 Cálculo de la Energía Anual Generada.............................................236.2.5 Configuración de Eje Horizontal / Vertical.........................................246.2.6 Dimensiones principales de la turbina y Generador..........................25

6.3 Diseño conceptual del edificio de máquinas................................................276.3.1 Dimensionamiento de la superficie requerida....................................276.3.2 Elección del sistema de izaje.............................................................296.3.3 Elección de la viga para el sistema de izaje......................................316.3.4 Comprobación de la viga para el sistema de izaje.............................336.3.5 Reacciones y apoyos de la viga para el sistema de

izaje...................................................................................................346.3.6 Componentes para el deslizamiento de la viga para el

sistema de izaje.................................................................................366.3.7 Elección de la viga para el riel...........................................................396.3.8 Comprobación de la viga...................................................................41

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6.3.9 Cálculo de las columnas del puente grúa..........................................436.3.10 Comprobación de la columna........................................................466.3.11 Diseño estructural del edificio de maquinas...................................47

6.4 Estimación de Costo de inversión del Proyecto...........................................706.4.1 Generalidades....................................................................................70

6.5 Evaluación económica.................................................................................746.5.1 Parámetros Principales......................................................................746.5.2 Criterios de Evaluación......................................................................74

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.......................................................788. BIBLIOGRAFIA...................................................................................................799. ANEXOS Y APENDICES.....................................................................................80

9.1 Anexo N°1....................................................................................................809.2 Anexo N°2....................................................................................................819.3 Anexo N°3....................................................................................................829.4 Anexo N°4....................................................................................................83

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1. INTRODUCCIÓN

La electricidad es una de las principales formas de energía usadas en el mundo actual. Sin ella no existiría la iluminación artificial, ni distintos tipos comunicaciones que la involucran, y tanto las personas de nuestro país como de otras partes del mundo tendrían que prescindir de aparatos eléctricos que ya llegaron a constituir parte integral de la humanidad.

Existen diversos procesos para generar energía eléctrica, la elección del sistema apropiado varía de acuerdo a las condiciones dadas. En este caso en el país se aprecia una riqueza de recursos hídricos los cuales son aprovechados para su matriz energética.

En la evolución de la demanda de energía eléctrica en el país se aprecia una tasa de crecimiento promedio en torno al 5% cada diez años; sin embargo, en la última década la tasa se situó en torno al 7%. (Datos obtenidos de Guía de gestión aspectos claves en el desarrollo de proyectos energías renovables no convencionales. Santiago de Chile, Diciembre 2013)

El comportamiento exponencial del crecimiento de la demanda de energía eléctrica presenta un escenario de inversiones necesarias para satisfacer la demanda de cara a los próximos años.

Un proyecto de una central hidroeléctrica posee varias partes fundamentales y correlacionadas, el objetivo es diseñar conceptualmente una de ellas, realizando un estudio técnico para dar solución a un potencial aprovechamiento hidroeléctrico, mediante la instalación de una central de pasada, enfocándose principalmente en el edificio de máquinas, definiendo potencia a instalar, tecnología, dimensionamiento y evaluación del proyecto.

El desarrollo del diseño conceptual con su respectiva evaluación económica permitirá determinar la factibilidad técnica y económica del proyecto, de la misma manera se realizara un aporte al importante interés y medidas impulsadas por el Gobierno para el desarrollo de proyectos de generación de Energía Renovable no Convencional (ERNC).

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2. DEFINICION DEL PROBLEMA

La demanda de energía eléctrica en Chile y el importante interés y medidas impulsadas por el Gobierno al desarrollo de proyectos de generación de Energía Renovable no Convencional (ERNC) presenta un escenario de inversiones rentables para satisfacer la demanda de cara a los próximos años.

Con el propósito de satisfacer en las dimensiones que sea factible la demanda eléctrica e invertir en proyecciones de corto y mediano plazo se ha identificado un potencial aprovechamiento hidroeléctrico, cuyas condiciones de caudal disponible y carga neta han sido definidas previamente en un estudio hidráulico. Se conoce el derecho de aprovechamiento de agua, localización del proyecto, datos base para la determinación de potencia, energía y características técnicas.

Para lograr realizar el aporte de energía eléctrica en la medida que sea posible e invertir en un proyecto hidroeléctrico de corto y mediano plazo se busca identificar adecuadamente a las condiciones dadas (caudal y carga neta) una o más turbinas hidráulicas incluyendo sus elementos principales asociados, posteriormente diseñar la estructura que albergara esta unidad (turbina-generador) estimando los valores de inversión y rentabilidad del proyecto.

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3. JUSTIFICACION

La energía eléctrica ha llegado a constituir parte integral de la humanidad, cada vez son más elementos los que requieren su abastecimiento, lo que genera un comportamiento exponencial en su demanda, por lo que cada vez que un proyecto eléctrico aporta en pequeña o gran medida a abastecer este consumo, se realiza un aporte al desarrollo social.

Para lograr desarrollar el proyecto es necesario aplicar y relacionar conocimientos de distintas áreas profesionales permitiendo tener un mayor conocimiento y conciencia de la importancia de cada una de ellas.

Este proyecto se basa en aprovechar el potencial hídrico de un determinado lugar y cada vez que se concreta un proyecto de generación de energía no convencional se generan impactos ambientales significativamente inferiores que aquellas producidas por las fuentes energéticas convencionales.

Aprovechar un escenario de inversiones promovido por el comportamiento de los consumidores para lograr una oportunidad de negocio, favorecería tanto al inversionista como al consumidor.

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4. MARCO TEORICO

Guía gestión proyectos ERNC: Herramienta de consulta para desarrolladores en la que se ordenan y sistematizan los procedimientos que se deben llevar a cabo para implementar este tipo de proyectos, desde la fase de surgimiento de la idea de negocio, hasta el cierre de operaciones.

4.1 El sistema Eléctrico en Chile

Existen en Chile cuatro sistemas eléctricos interconectados. El Sistema Interconectado del Norte Grande (SING), que cubre el territorio comprendido entre las ciudades de Arica y Antofagasta con un 28,06% de la capacidad instalada en el país; el Sistema Interconectado Central (SIC), que se extiende entre las localidades de Taltal y Chiloé con un 71,03% de la capacidad instalada en el país; el Sistema de Aysén que atiende el consumo de la Región XI con un 0,29% de la capacidad; y el Sistema de Magallanes, que abastece la Región XII con un 0,62% de la capacidad instalada en el país.

4.2 Fuentes de Energía Renovable no Convencional ERNC

A diferencia de las energías fósiles, las energías renovables se caracterizan porque en sus procesos de transformación y aprovechamiento en energía útil no se consumen ni se agotan en una escala humana. Entre estas fuentes de energías están: la hidráulica, la solar, la eólica y la de los océanos. Además, dependiendo de su forma de explotación, también pueden ser catalogadas como renovables la energía proveniente de la biomasa, la energía geotérmica y los biocombustibles.

En Chile se define como fuentes de Energías Renovables No Convencionales (ERNC) a la eólica, la pequeña hidroeléctrica (centrales hasta 20 MW), la biomasa, el biogás, la geotermia, la solar y la mareomotriz

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4.3 Esquema típico de una central hidroeléctrica de pasada

Figura 4.1“Esqema de una central hidroeléctrica de pasada”

Fuentes: www.bmghidroconsultores.cl

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4.4 Centrales Hidroeléctricas de paso de pequeña y mediana potencia

Según la Asociación de Pequeñas y Medianas Centrales Hidroeléctricas (Apemec), en Chile al año 2009 se han catastrado más de 170 proyectos, los que sumados, superan los 3.000 MW de potencia instalada.

El potencial teórico de Chile para pequeñas centrales de pasada es superior a los 20.000 MW, mientras que el potencial técnico es cercano a los 4.000 MW [Universidad de Chile, 2008].

Figura 4.2“Central hidroeléctrica de paso”

Súper Estructura Edificio

Puente Grúa

Turbina

Generador

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4.5 Tecnologías y tipos de Turbinas

4.5.1 Turbina Pelton

Una turbina Pelton es uno de los tipos más eficientes de turbina hidráulica. Es una turbo máquina motora, de flujo radial, admisión parcial y de acción. Consiste en una rueda (rodete o rotor) dotada de cucharas en su periferia, las cuales están especialmente realizadas para convertir la energía de un chorro de agua que incide sobre las cucharas.

Las turbinas Pelton están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo caudal. Las centrales hidroeléctricas dotadas de este tipo de turbina cuentan, la mayoría de las veces, con una larga tubería llamada galería de presión para trasportar al fluido desde grandes alturas, a veces de hasta más de 1500 metros. Al final de la galería de presión se suministra el agua a la turbina por medio de una o varias válvulas de aguja, también llamadas inyectores, los cuales tienen forma de tobera para aumentar la velocidad del flujo que incide sobre las cucharas.

Una de las más eficientes energéticamente. Consiste en una rueda que está rodeada por una serie de palas o cucharas que son las encargadas de soportar la caída del agua. Las Pelton son unas turbinas de flujo transversal y su esquema es el siguiente:

Figura 4.3“Turbina Pelton”

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4.5.2 Turbina Kaplan

En este caso estamos ante una turbina de flujo axial, con una forma muy parecida a la hélice de un barco. Tiene la peculiaridad de que sus hélices son regulables, por lo tanto se adapta a diferentes saltos de agua y caudales.

Las turbinas Kaplan son uno de los tipos más eficientes de turbinas de agua de reacción de flujo axial, con un rodete que funciona de manera semejante a la hélice del motor de un barco, y deben su nombre a su inventor, el austriaco Viktor Kaplan. Se emplean en saltos de pequeña altura y grandes caudales. Las amplias palas o álabes de la turbina son impulsadas por agua a alta presión liberada por una compuerta.

Los álabes del rodete en las turbinas Kaplan son siempre regulables y tienen la forma de una hélice, mientras que los álabes de los distribuidores pueden ser fijos o regulables. Si ambos son regulables, se dice que la turbina es una turbina Kaplan verdadera; si solo son regulables los álabes del rodete, se dice que la turbina es una turbina semi-Kaplan. Las turbinas Kaplan son de admisión axial, mientras que las semi-Kaplan pueden ser de admisión radial o axial.

Para su regulación, los álabes del rodete giran alrededor de su eje, accionados por unas manijas, que son solidarias a unas bielas articuladas a una cruceta, que se desplaza hacia arriba o hacia abajo por el interior del eje hueco de la turbina. Este desplazamiento es accionado por un servomotor hidráulico, con la turbina en movimiento.

Las turbinas de hélice se caracterizan porque tanto los álabes del rodete como los del distribuidor son fijos, por lo que solo se utilizan cuando el caudal y el salto son prácticamente constantes.

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Los diferentes modelos de turbinas Kaplan, son utilizados para proyectos con bajas caídas y grandes flujos (caudales)

Figura 4.4“Turbina Kaplan”

4.5.3 Turbina Francis

Es la más utilizada en las centrales hidroeléctricas, ya que su diseño permite adaptarse a los caudales de agua y a los diferentes saltos de agua. Además, es la

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más eficiente energéticamente. En su caso, el flujo es mixto, a medio camino entre la Kaplan y la Pelton.

La turbina Francis fue desarrollada por James B. Francis. Se trata de una turbo máquina motora a reacción y de flujo mixto.

Las turbinas Francis son turbinas hidráulicas que se pueden diseñar para un amplio rango de saltos y caudales, siendo capaces de operar en rangos de desnivel que van de los dos metros hasta varios cientos de metros. Esto, junto con su alta eficiencia, ha hecho que este tipo de turbina sea el más ampliamente usado en el mundo, principalmente para la producción de energía eléctrica en centrales hidroeléctricas.

Figura 4.5“Turbina Francis”

Fuente: smienergias.wordpress.com

5. OBJETIVOS

5.1 Objetivos Principales

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5.1.1 Diseñar a nivel conceptual el edificio y unidades generadoras

Edificio que albergara la unidad turbina-generador incluyendo sus elementos principales asociados, adecuado a las condiciones dadas (caudal y carga neta). Esta estructura es conocida en el ámbito de los proyectos de generación hidroeléctrica como súper estructura de casa de máquinas.

5.1.2 Evaluar económicamente el Proyecto

Desarrollo de flujo de caja bajo parámetros de evaluación normalmente aplicados en este tipo de proyectos.

5.2 Objetivos secundarios

5.2.1 Asociados a 5.1.1

Determinar tipo de turbina Determinar la potencia instalada de la central y Energía anual generada Seleccionar grupo turbina – generador en catálogo proveedor y desarrollar

estudio de distribución en plano de planta y elevación, para dimensionar edificio de casa de máquinas.

Diseñar un dimensionamiento estructural del edificio de máquinas (Columnas, Vigas, Cubierta)

Seleccionar equipo de izamiento según las cargas máximas de izaje, para montaje de la unidad turbina – generador.

5.2.2 Asociados a 5.1.2

Estimar el costo de inversión del proyecto, constituido por el equipo de generación y casa de máquinas, en base a costos de proyectos de referencia con características similares.

Determinar los índices de rentabilidad VAN y TIR.

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6. DESARROLLO DEL TEMA

6.1 Antecedentes del proyecto

Para el estudio de este proyecto se ha considerado los siguientes antecedentes disponibles:

Se tiene un Derecho de Aprovechamiento de agua superficial para generación, en el Río Perquilauquén, con un desnivel entre los puntos de captación y restitución de 73 m.

El Caudal de diseño según derecho de aprovechamiento de agua corresponde a 16 m3/s, valor que se adoptará como caudal de diseño.

Se considerará un factor de planta de un 60%, que corresponde a una estimación usualmente utilizada en proyectos de pequeñas centrales hidroeléctricas de paso, en ríos del sur de Chile. Los valores normalmente están entre 55 y 65%.

El Agua será captada mediante una captación (Bocatoma) y conducida a través de un canal hasta una cámara de carga, para posteriormente ser conducida en una tubería en presión hasta la casa de máquinas donde se encontrarán los grupos turbina – generador.

Se ha considerado instalar 2 unidades de generación, para un mejor aprovechamiento de caudales, sobre todo en épocas donde el caudal del río disminuye, se podrá generar energía solamente con una unidad. Las turbinas hidráulicas operan con caudales mínimos entre el 20% y 40% del caudal de diseño (nominal). Por este motivo, es que se recomienda al menos disponer de dos unidades para poder aprovechas la generación con caudales pequeños con una sola unidad.

También se justifica por razones de mantenimiento. En estos casos, se programan mantenimientos de modo que siempre pueda estar operando o disponible al menos una turbina, mientras la otra está sometida a mantenimiento. Cuando se tiene solamente una unidad de generación, en caso de mantenimiento o falla, la central deberá detenerse y no podrá genera energía, con el consecuente impacto económico.

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6.2 Selección y dimensionamiento Conceptual grupoTurbina – Generador

6.2.1 Datos de entrada

HB = 73 m.c.a

HN = 64, 5 m.c.a

QD = 16 m3/s

QD = 8 m3/s (c/u)

Fp = 60 %

T = 90 %

G = 98 %

Donde:

HB = Altura Bruta (m.c.a)

HN = Altura Neta (m.c.a)

QD = Caudal de Diseño de la Central (m3/s)

Fp = Factor de planta (%)

T =Rendimiento de la turbina (%)

G =Rendimiento del generador (%)

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6.2.2 Cálculo de Potencia

De acuerdo a los datos de altura neta y caudal de diseño se obtiene la potencia en los bornes del generador, la cual está determinada por las siguientes formulas:

PT =Hn⋅QD⋅g⋅ρ⋅ηT

PG =PT⋅ηG

Donde:

PT = Potencia Turbina

PG = Potencia Generador

QD = Caudal de Diseño de la Central (16m3/s)

Hn = Altura Neta de Diseño (64,5m.c.a.)

= Densidad del agua (1000kg/m3)

g = Aceleración de gravedad (9,8m/s2)

T = Rendimiento de la turbina (90%)

G = Rendimiento del generador (98%)

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Para el caso en estudio, se puede considerar adecuado y conservador en esta etapa de análisis preliminar un rendimiento para el generador de 98%. Para las turbinas, se adoptará 90%. Los resultados de los cálculos en cada caso se muestran a continuación:

PT =Hn⋅QD⋅g⋅ρ⋅ηT

PT =64 ,5m∗16m 3/s∗9,8m /s2∗1000kg/m 3∗0,9

PT =9100kg∗m 2/s2 (KW )

PT =9,1MW

PG =PT⋅ηG

PG =9,1MW∗0 ,98

PG =8,9MW

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6.2.3 Selección de tipos de turbina según parámetros de altura neta y caudal de diseño en cartas de selección de Fabricantes

Los rangos de potencia se enmarcan dentro del espectro de alternativas de mini centrales estándar (hasta 20 MW). Se ha verificado con los datos de caudal de diseño y altura neta asociada, la selección del tipo de unidad en cartas de selección de mini turbinas hidráulicas de fabricantes de reconocida experiencia.

Figura 6.1“Gráfico de selección de turbina”

Qd = 16 m3/s / Qu = 8 m3/s / Hn = 64,5 m2 Unidades Francis

Fuentes: www.alstom.com/static/minihydro_configurator/project_selection.html

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6.2.4 Cálculo de la Energía Anual Generada

La Energía anual generada por una Planta de generación eléctrica, es uno de los parámetros relevantes, que permitirá posteriormente evaluar económicamente el Proyecto.

La energía Generada en una Central Hidroeléctrica puede calcularse como:

Eg = Pg * fp * HA * Disp.

Donde:

Eg = energía Generada en un año (MW Hora – Año)

Pg = Potencia Instalada, en nuestro caso = 8,9 MW

Fp = Factor de planta (60%)

HA = Horas anuales de operación de la Central = 24 * 365 = 8.760 horas.

Disp. = Disponibilidad de la Central (98%), considera un 2% de detención por fallas o mantenimiento

Reemplazando valores, se obtiene que la energía anual generada corresponde a:

45.842MWh / año

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6.2.5 Configuración de Eje Horizontal / Vertical

La disposición de eje Horizontal es posible en grupos generadores de pequeña y mediana potencia (hasta 20 MW aprox.). Dependiendo además de algunas condiciones dimensionales, algunos grupos requieren pasar a una configuración de eje vertical, por razones de soporte de la pesada masa rodante y de mejor distribución de su peso sobre las estructuras soportantes (fundaciones).

En condiciones donde es posible implementar soluciones de eje vertical u horizontal, esta última tiene ventajas importantes desde el punto de vista de menores costos asociados principalmente a las obras civiles de la casa de máquinas donde se albergará el grupo generador.

Las principales ventajas que presenta la disposición de eje horizontal que la hacen preferible a la del eje vertical, cuando el peso y las dimensiones del grupo autorizan su adopción, son las siguientes:

a) Permite reducir el costo de la fundación de la unidad.

b) Facilita el montaje y el desarme de la unidad generadora, ya que la turbina puede desmontarse en forma independiente del generador.

c) Posibilita el uso de generadores normalizados por los fabricantes de estos equipos.

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6.2.6 Dimensiones principales de la turbina y Generador

Las Centrales hidroeléctricas de pequeña potencia, son unidades usualmente Normalizadas por varios proveedores o Fabricantes, en líneas de producción que incorporan tanto la unidad hidráulica (turbina) como su correspondiente generador acoplado.

Para efectos de este estudio, se ha tomado como referencia para el dimensionamiento y selección de la unidad turbina – Generador, el manual de un reconocido fabricante de máquinas hidráulicas y generadores para este espectro de centrales hidroeléctricas.

Con los datos de altura neta. Caudal de diseño y número de unidades, es posible acceder a un dimensionamiento básico de la unidad generadora y un esquema que será utilizado como referencia dimensional para desarrolla el estudio de disposición general de equipos y dimensionamiento del edificio de máquinas que albergará las unidades generadoras.

La herramienta utilizada para selección y dimensionamiento corresponde a:

www.alstom.com/static/minihydro_configurator/project_selection.html

En cada Turbina hidráulica se acopla un generador sincrónico de eje horizontal de serie estándar. En nuestro caso, la potencia instalada de 8,9 MW se divide en 2 generadores de 4,55 MW cada uno. Para generadores estándar, se adoptará un modelo de 5 MW de potencia, velocidad sincrónica de rotación 600 rpm.

Se ha utilizado como referencia un Generador de características muy similares a las del proyecto, para determinar dimensiones y estimación del peso del equipo que indicará la capacidad de izaje del puente grúa

A continuación se muestran las dimensiones y peso del conjunto.

Dimensiones principales del generador

LC [m] 2,650

AC [m] 2,600

LT [m] 4,200

WGEN [ton] 27

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Figura 6.2“Dimensionamiento del generador”

Fuente: Generador de 5 MVA marca INDAR para central hidroeléctrica en RM

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6.3 Diseño conceptual del edificio de máquinas

6.3.1 Dimensionamiento de la superficie requerida

El diseño de disposición del equipamiento y en particular, sus componentes principales como turbina, generador, se desarrollarán en una Casa de Máquinas con la adecuada optimización de instalación y consideraciones operacionales.

En consideración a los diferentes tipos de máquina y configuración determinados, se ha desarrollado a nivel conceptual, esquemas de dimensionamiento y disposición de equipos, con el propósito de visualizar y tener una idea dimensional de cada caso analizado.

Para todos los casos en estudio, la solución contempla un edificio compuesto por una nave principal donde se alojarán el turbo generador y sus sistemas auxiliares directos y de mando local. Se prevé además, disponer de un área destinada a labores de mantenimiento, montaje y desmontaje. También se ha considerado un área destinada a sala de control adosada a la nave principal del edificio de casa de máquinas en el nivel del piso principal o de montaje. El dimensionamiento del recinto tendrá directa relación con las dimensiones estimadas de los equipos principales y requerimientos operacionales de espacio, superficies y disposición general.

Las soluciones conceptuales de disposición y dimensionamiento general en planta y sección transversal de la unidad, se muestran en los planos adjuntos y a continuación.

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Figura 6.3“Área de trabajo del sistema de izaje”

6.3.2 Elección del sistema de izaje

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De acuerdo a las dimensiones de los componentes principales del edificio de máquina, se determina el área de trabajo del sistema de izaje.

El componente de mayor masa es el generador, cuyo peso es de 27 toneladas, a continuación se presenta el dispositivo seleccionado para izar la carga.

Tabla 6.1“Selección del dispositivo para izar las cargas”

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Tabla 6.2“Selección del dispositivo para izar las cargas”

Las dimensiones de esta unidad (Tabla 6.2) indican que la viga asociada debe tener un ala, o una base desde 160 a 310 milímetros.

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6.3.3 Elección de la viga para el sistema de izaje

Figura 6.4“Viga principal del sistema de izaje”

Figura 6.5“Formula para calculo de la viga”

M ¿35000∗700

4=Kg∗cm

M ¿6125000(Kg∗cm)

WMín=¿ M

σ adm

¿

σ adm=σ fluencia∗0.6

Acero a utilizar: Acero EstructuralA37-24ES

σ adm=2400(Kg /cm¿¿2)∗0.6¿

σ adm=1440(Kg/cm¿¿2)¿

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WMín=¿ 6.125.000

1440= Kg∗cmKg /cm2

¿

W Mín=¿ 4.253,47(cm3 )¿

Tabla 6.3“Selección de la viga”

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6.3.4 Comprobación de la viga para el sistema de izaje

σ=M Max∗C

I

MMAX=¿M+

W L2

8¿

MMAX=¿61250 (Kg∗m)+

145∗72

8¿

MMAX=¿62138.125 (Kg∗m)¿

MMAX=¿6213812.5 (Kg∗cm )¿

σ=6213812.5∗35171000

= Kg∗cm∗cmcm4

σ=1271.8 Kgcm2

Comparar con:

σ adm=1440Kg

cm2

La viga trabaja con seguridad

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6.3.5 Reacciones y apoyos de la viga para el sistema de izaje

Figura 6.6“Diagrama y valores resultates”

35

La reacción máxima que podría producirse en un apoyo es de 30178.93 Kg.

El apoyo de la viga principal se constituirá, entre otros componentes, de dos ruedas en cada extremo, por lo cual, la carga en cada extremo de la viga se divide en dos ruedas:

(30178.93 Kg.) / 2 = 15089.465 Kg.

Figura 6.7“Rodaje del sistema de izaje”

36

6.3.6 Componentes para el deslizamiento de la viga para el sistema de izaje:

. Figura 6.8“Rueda y riel seleccionados”

37

Figura 6.9“Eje seleccionado”

Figura 6.10“Planchas Requeridas”

38

Figura 6.11“Especificaciones del material empleado para las planchas requeridas”

Peso = (Área de la pieza* peso teórico del material)

Peso =0,69 m2* 200 Kg /m2

Peso =138 Kg.

Sumatoria del peso de los componentes en uno de los apoyos de la viga para el sistema de izaje:

Rueda peso aproximado * 2 320 Kg.Eje * 2 42.6 Kg. Plancha que une la Viga con las ruedas*2 138 Kg. Ejes 70Kg c/u * 2 140 Kg.

+_________640.6 Kg.

La acción máxima que podría producirse en un apoyo + sumatoria total aproximada de los componentes: 30178.93 + 640.6*(2) = 30819.53 Kg

Para calcular se estima que la carga máxima a generar de la viga principal en un apoyo es de 32 Toneladas, la cual se distribuirá en dos debido al uso de dos ruedas.

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6.3.7 Elección de la viga para el riel:

Figura 6.12“Accion y reaccion en la viga utilizada para soportar los apoyos de la viga para el

sistema de izaje”

La fuerza cortante del diagrama determina el punto donde pasa por cero, lo que representa el momento mayor:

Figura 6.13“Diagrama y valores resultates”

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WMín=¿ M

σ adm

¿

σ adm=σ fluencia∗0.6

Acero a utilizar: Acero Estructural A37-24ES

σ adm=2400(Kg/cm¿¿2)∗0.6¿

σ adm=1440(Kg /cm¿¿2)¿

WMín=¿ 1954901

1440= Kg∗cmKg /cm2

¿

W Mín=¿ 1357.57(cm3)¿

Tabla 6.4“Selección de la viga”

41

6.3.8 Comprobación de la viga

Figura 6.14“Comprobación de la viga”

La fuerza cortante del diagrama es casi idéntica a la anterior y este caso también determina el punto donde pasa por cero, lo que representa el momento máximo:

Figura 6.15“Diagrama y valores resultates”

Se puede apreciar que al adicionar el peso propio de la viga seleccionada el momento máximo aumenta levemente.

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σ=M Max∗C

I

σ=1955504∗17.526400

=Kg∗cm∗cmcm4

σ=1296.26 Kgcm2

Comparar con:

σ adm=1440Kg

cm2

La viga trabaja con seguridad.

Figura 6.16“Conjunto parcial de los elementos seleccionados enfatizando el perfil que soporta

los apoyos de la viga para el sistema de izaje”6.3.9 Cálculo de las columnas del puente grúa

43

La posición de las cargas que someten la mayor reacción en las columnas, es la que se presenta en la imagen:

Figura 6.17“Acciones y reacciones en losapoyos (Unidades de medida; Kg)”

Considerando la ubicación de los 16.000 Kg, ambas cargas generan como reacción en aquel apoyo (que está en medio de ambas cargas) casi la totalidad de ambas fuerzas. La mayor reacción corresponde a 31484,48 Kg. Para calcular se estima que la carga en el apoyo es de 32 Toneladas, cuyo apoyo se conforma con una columna.

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Figura 6.18“Carga en la columna”

I=FCr í t∗¿2❑

π2∗E

Plano XZ entorno a eje "Y"(Empotrado/Articulado)=¿=0.7L

I=32000∗(0.7∗550)2❑

π2∗2.1∗106

I=228.85cm4

Plano YZ entorno a eje "X"(Empotrado/Libre)=¿=2L

I=32000∗(2∗550)2❑

π 2∗2.1∗106

I=1868.17cm4

45

Tabla 6.5“Selección del cajón plegado”

46

6.3.10 Comprobación de la columna

FCrí t=π2∗E∗I

¿2

Plano XZ entorno a eje "Y"(Empotrado/Articulado)=¿=0.7L

FCrí t=π2∗2.1∗106∗609

(0.7∗550)2

FCrí t=85155.9Kg

Plano YZ entorno a eje "X"(Empotrado/Libre)=¿=2L

FCrí t=π2∗2.1∗106∗2250

(2∗550)2

FCrí t=38540.4Kg

Comparar con la fuerza a aplicar:

F=32000Kg

La columna trabaja adecuadamente sin pandeo.

σ Crí=FCrí t

Área

σ Crí=3200033.4

σ Crí=958.08Kg

cm2

Comparar con:

σ fluencia=2400Kg

cm2

La columna trabaja con seguridad.

47

6.3.11 Diseño estructural del edificio de maquinas

Las pendientes de las cubiertas se determinan según la Zonificación Climática de Chile considerando las características superficiales de la cubierta a utilizar. Para esto la Norma Chilena N°1079

Tabla 6.6“Norma Chilena N°1079”

La zona donde se requiere la cubierta corresponde a sur interior y el tipo de superficie es lisa ya que el material considerado para superficie es un Panel Trapezoidal PT-825.

48

Figura 6.19“Panel Trapezoidal PT-825”

49

Figura 6.20“Diseño de la armadura de la casa de máquinas”

7 metros sobre el nivel del suelo Material de cubierta Panel Trapezoidal PT-825 Material Armadura A37-24ES

Cálculo de cargas (Q1)

a) Peso propio de la estructura (estimado estándar) 20 Kg/mb) Material de cubierta * Separación entre nodos 4,8 Kg /m2 * 1,424 m

c) Pernos accesorios (estimado estándar) 2,5 Kg /m2

+____________________29,335 Kg/m 30 Kg/m

50

Tabla 6.7“Presión básica y selección para diferentes alturas sobre el suelo”

51

Figura 6.21“Factor de forma”

Figura 6.22“Superficie inclinada con relación a la dirección del viento”

Fuerza del viento por unidad de superficie (Fv) = (Presión básica del viento) * (1,2 sen α)

52

Fv= 95 Kg /m2 * 1,2 sen 21°

Fv=40,854 Kg /m2 41 Kg /m2

CuV= (41Kg /m2 ) * 1,424 m

CuV= 58.384 Kg /m❑ 60 Kg /m❑

Qtotal= (CuV) + Q1*cos α

Qtotal= (60 Kg /m❑) + (30 Kg/m) *cos 21°

Qtotal= 88.01 Kg /m❑ 90 Kg /m❑

Determinación de las costaneras:

Figura 6.23“Accion y respectivos momentos generados en los apoyos de la costanera”

WMín=¿ M

σ adm

¿

Carga unitaria del viento (CuV) = (Fv) * separación entre los nodos de la armadura

53

σ adm=σ fluencia∗0.6

Acero a utilizar: Acero Estructural A37-24ES

σ adm=2400(Kg/cm¿¿2)∗0.6¿

σ adm=1440(Kg /cm¿¿2)¿

WMín=¿ 151.83

1440= Kg∗cmKg /cm2

¿

W Mín=¿ 10.54(cm3 )¿

Tabla 6.8“Selección de canal plegada de alas atiesadas”

Determinación de la carga sobre el nudo:

54

Figura 6.24“Área Tributaria”

Peso porción costanera:

(4,01 Kg/m.) * 4m = 16,04 Kgf

Carga costanera= Peso Porción Costanera / Área tributaria

Cc = 16, 04 / 7, 28 (Kgf / m2)

Cc = 2, 203 (Kgf / m2)

55

Tabla 6.9“Estimación del peso de la estructura”

Contabilización de las cargas (Σ Cargas):

Carga costanera 2, 203 (Kg / m2)

Carga material de cubierta 0, 260 (Kg / m2)

Carga viento 41, 000 (Kg / m2)

Carga peso propio de la estructura 5, 00 (Kg / m2) +___________________

46, 572 (Kg / m2)

Carga en el Nudo Cn = Σ Cargas * Área tributaria

Cn = 46, 572 (Kg / m2) * 7, 28 (m2)

Cn = 339, 04 (Kg) 340 (Kg) 400 (Kg)

Figura 6.25“Cargas en los nudos”

56

Valores y tipos de esfuerzo en cada barra al ejercer las cargas puntuales en los nudos:

Kg

Barra Tracción Compresión

AB

AG

BC

BF

BG

CD

CE

CF

DE

EF

FG

-

2639.57

-

-

-

-

-

150.78

748.86

2084.06

2409.26

2550.03

-

2260.17

310.76

97.47

1706.5

595.17

-

-

-

-

Tabla 6.10“Esfuerzos en cada barra”

Apoyo Kg

Izquierdo

Derecho

1200

1200

Tabla 6.11“Reacciones en los apoyos”

57

Perfiles utilizados para las barras sometidas a compresión:

Tabla 6.12“Ángulos plegados espalda espalda y alas iguales”

Tabla 6.13“Valores del análisis al perfil seleccionado”

58

Longitud de los cordones de soldadura

Tabla 6.14“Ángulos plegados de alas iguales”

Figura 6.26“Situacion presentada en el perfil”

59

Tipo de soldadura a utilizar: E50XX

e< 5mm τ adm 1110 (Kg /cm¿¿2)¿

e≥ 5mm τ adm 1480 (Kg/cm¿¿2)¿

Figura 6.27“Diagrama de cuerpo libre”

Sumatoria de fuerzas en x:

1) R1+R2 = 1300 Kg

Sumatoria de momentos:

1) 1300*1.09 = R2*4

De “2)”:

R2 = (1300*1.09)/4

R2=354.25 Kg

De “1)”:

R1 = 1300-354.25 Kg

R2=945.75 Kg

Tabla 6.15“Valores del análisis al perfil seleccionado, entregando largos mínimos de la

soldadura”

F1 o R1 (Kg) 946F2 o R2 (Kg) 354Tao Soldadura (Kg/cm 2̂) 1110Espesor (cm) 0,20Cte 0,707L1 (cm) 6,03L2 (cm) 2,26

F1 y F2 Calculo D.C.L

Largo mín Soldadura E 50XX

60

Perfiles utilizados para las barras sometidas a tracción:

Tabla 6.16“Ángulos plegados de alas iguales”

Fuerza (Kg) 2369,6Esf. Fluencia (Kg/cm̂ 2) 2400F.S 0,6Area minima (cm̂ 2) 1,64555556

A (cm̂ 2) 2,27

Seleccionar Perfil TL

Traccion Simple

Perfil TL 3x1,78

Tabla 6.17“Valores del análisis de la barra a tracción y selección del perfil”

61

Longitud de los cordones de soldadura

Tabla 6.18“Ángulos plegados de alas iguales”

Figura 6.28“Situacion presentada en el perfil”

62

Tipo de soldadura: E50XX

Figura 6.29“Diagrama de cuerpo libre”

Sumatoria de fuerzas en x:

2) R1+R2 = 1200 Kg

Sumatoria de momentos:

2) 1200*2.16 = R2*3

De “2)”:

R2 = (1200*2.16)/3

R2=864 Kg

De “1)”:

R1 = 1200-864 Kg

R2=336 Kg

Tabla 6.19“Valores del análisis al perfil seleccionado, entregando largos mínimos de la

soldadura”

F1 o R1 (Kg) 336F2 o R1 (Kg) 864Tao Soldadura (Kg/cm̂ 2) 1110Espesor (cm) 0,20Cte 0,707L1 (cm) 2,14L2 (cm) 5,50

Largo mín Soldadura E 50XX

F1 y F2 Calculo D.C.L

63

Reacciones en los apoyos de la armadura incluyendo el peso de los perfiles seleccionados:

De acuerdo a las dimensiones de la armadura se emplean:

15.8 metros de perfil TL4*2.41 (15.8 m)*(2.41 Kg/m) = 37.9 Kg

11.5 metros de perfil TL3*1.78 (11.5 m)*(1.78 Kg/m) = 20.47 Kg

+___________

58.37 Kg

Ra + (58.37 Kg)/2 =1229.2 Kg 1.3 Ton

Rb + (58.37 Kg)/2 =1229.2 Kg 1.3 Ton

64

Cargas del viento en las paredes del edificio de maquina:

Tabla 6.20“Presión básica y selección de altura sobre el suelo”

65

Figura 6.30“Superficie perpendicular con relación a la dirección del viento”

66

Fuerza del viento por unidad de superficie (Fv) = (Presión básica del viento) * (1,2)

Fv= 95 Kg /m2 * 1,2

Fv=114 Kg /m2

Carga unitaria del viento (CuV) = (Fv) * (separación de las columnas)

CuV= (41Kg /m2 ) * 4 m

CuV= 456 Kg /m❑

Figura 6.31“Situacion presentada considerando las cargas calculadas previamente”

67

σ=M MAX∗C

I− FA

Figura 6.32“Situacion presentada considerando la carga del viento”

M=QL2

2

M=456∗72

2

M=11172 Kg*m

M=1117200 Kg*m

WMín=¿ M

σ adm

¿

σ adm=σ fluencia∗0.6

Acero a utilizar: Acero Estructural A37-24ES

σ adm=2700(Kg/cm¿¿2)∗0.6¿

σ adm=1620(Kg /cm¿¿2)¿

WMín=¿ 1117200

1620= Kg∗cmKg/ cm2

¿

W Mín=¿ 689.6(cm3)¿

68

Tabla 6.21“Selección de la viga según WMín”

Adición del peso del perfil a la carga puntual

Peso a adicionar = (Peso del perfil)*(Longitud del perfil a utilizar)

Peso a adicionar = (60,5Kg/m¿¿❑)¿*7

Peso a adicionar = 423 Kg

σ=1117200∗12.59290

−172377.1

=Kg∗cm∗cmcm4

− Kg

cm2

σ=1480.88 Kgcm2

Comparar con:

σ adm=1620Kg

cm2

La viga-columna trabaja con seguridad

69

Tipo de unión para conservar los puntos de trabajo

Figura 6.33“Tipos de apoyos que permiten conservar los puntos de trabajo”

Figura 6.34“Apoyos de la armadura utilizado en el edificio de maquinas”

70

6.4 Estimación de Costo de inversión del Proyecto

6.4.1 Generalidades

La estimación del Costo de inversión del proyecto, se realizará en base a comparativo de costos de proyectos de Centrales Hidroeléctricas Construidas de pequeña y mediana potencia, es decir proyectos de similares características al proyecto en estudio.

En general, el costo de inversión de una central hidroeléctrica de pasada se compone de las siguientes partes de obra:

a) Costo de Obras de Aducción

b) Costo de obras de Generación

c) Costo de obras de Transmisión y conexión

El costo de las obras de aducción comprende las obras de captación de agua para generación y conducción hasta la casa de máquinas

El costo de las obras de Generación comprende el costo asociado a los equipos de generación (Turbinas-Generadores) y edificio de máquinas, que comprende la parte principal de análisis técnico de este estudio y que ha sido detallado en los capítulos anteriores

El costo de obras de transmisión y conexión comprende las obras de subestaciones terminales, línea de transmisión y conexión a la red.

71

6.4.2 Datos de referencia

Para estimar el costo de inversión del proyecto, se utilizarán costo de referencias en términos de Costo unitario por potencia, es decir un promedio del costo que implica construir una central hidroeléctrica de pasada por cada MW instalado.

Para ello se ha extraído información de proyectos construidos desde la información que se publica en el Sistema de evaluación Ambiental, del gobierno de Chile (SEA), en donde se publican los costos de inversión de los diferentes proyectos que han ingresado al proceso de evaluación ambiental.

Se han seleccionado proyectos de centrales hidráulicas de potencias inferiores a 30 MW para efectos de determinar un costo unitario promedio representativo para el proyecto.

Una vez determinado el costo unitario promedio de los proyectos de referencia, se aplicará dicho costo unitario para determinar el costo de inversión al proyecto en estudio.

En la tabla siguiente se muestran los proyectos de referencia, potencias, montos de inversión y costo unitario en cada caso:

72

.Nombre Proyecto UbicaciónPotencia Instalada

(MW)

Inversión (USD)

Costo Unitario

(USD/MW)

Hidroeléctrica Los Hierros I VII Región 25 50.000.000 2.000.000

Hidroeléctrica Los Hierros II VII Región 5 15.000.000 3.000.000

Hidroeléctrica Mariposas VII Región 6 15.300.000 2.550.000

Hidroeléctrica Providencia VII Región 13 30.000.000 2.307.692

Hidroeléctrica Guayacán RM 10 17.380.000 1.738.000

Hidroeléctrica Mallarauco RM 3,5 8.900.000 2.542.857

Hidroeléctrica El Paso VI Región 26 51.800.000 1.992.308

Hidroeléctrica Pulelfu XI Región 9 12.500.000 1.388.889

Hidroeléctrica Florin X Región 16,5 53.700.000 3.254.545

Hidroeléctrica Lircay VII Región 25 65.000.000 2.600.000

Tabla 6.22“Costos unitarios por potencia de proyectos similares”

De la tabla anterior, se puede determinar el costo unitario por potencia, promedio que corresponde a:

Costo Unitario Promedio 2.337.429 USD/MW

73

6.4.3 Estimación del monto de inversión del proyecto

Para efectos del presente estudio, se aproximará el costo unitario promedio a 2.500.000 USD/MW. Esto implica que por cada MW de potencia en la central, se deberá invertir un monto de 2.500.000 USD.

Aplicando lo anterior, para la potencia instalada de 9,1 MW, el costo de inversión del proyecto tendría un valor estimado de:

2.500.000 USD/MW x 9,1 MW = 22.750.000 USD

El monto de inversión del proyecto de la central hidroeléctrica estudiada de 9,1 MW de potencia, se estima en veintidós millones, setecientos cincuenta mil dólares.

74

6.5 Evaluación económica

6.5.1 Parámetros Principales

La evaluación económica del proyecto, se ha desarrollado conforme a los resultados obtenidos en este estudio como son:

La potencia instalada

La generación media anual

La estimación de costo de inversión del proyecto

6.5.2 Criterios de Evaluación

Los criterios principales adoptados para la evaluación económica del proyecto son los siguientes:

a) Precio de Venta de la Energía

Este parámetro representa para la evaluación del proyecto la variable de mayor relevancia, ya que es determinante para efectos de los ingresos esperados por venta de la energía generada. Este valor puede ser estimado considerando que presenten condiciones competitivas del mercado.

El precio histórico promedio de la energía en Chile ha fluctuado entre 80 y 100 USD / MWh. No obstante en la última década, el precio de la energía se ha incrementado notablemente llegando incluso a valores del orden de los 200 USD/MWh. Esto debido principalmente a que la demanda de energía eléctrica en nuestro país tiene un crecimiento exponencial y que por otro lado, los grandes proyectos de generación de energía se han visto retrasados por diferentes motivos.

75

De este modo, se ha impulsado fuertemente el desarrollo de tecnologías para generación de energía mediante Energías Renovables no Convencionales (ERNC) como es el caso de las pequeñas centrales hidroeléctricas de pasada.

En general se espera que para esta década los precios de la energía se mantengan en valores altos (por sobre los 100 USD/MWh), como ha sido el caso de los últimos años.

Para este análisis se ha considerado evaluar económicamente el proyecto con un precio de venta de la energía de 100 USD /MWh

b) Otros parámetros considerados

Tasa de actualización anual: 10%.

Impuesto 1ª categoría: 20%. (Egreso)

Costos de operación y mantenimiento: 1,2% del costo de inversión, anual (Egreso)

Horizonte de evaluación: 25 años.

Depreciación del proyecto: 20 años para las Obras Civiles, 10 años para los equipos

Inversión con financiamiento propio

Periodo de Ejecución del Proyecto, 3 años

c) Resultados de la evaluación

76

A continuación se muestra un resumen del modelo de evaluación desarrollado y los indicadores VAN y TIR obtenidos.

INVERSION USD 22.750.000

   

Potencia instalada [kW] 9.100,00

Inversión por KW [USD/kW] USD 2.500

Inversión + O&M primer año [US$] USD 23.023.000

Factor de planta [%] 60%

Horas trabajadas [hr] 8.585

Energía generada anual [GWh] 45,80

Precio venta energía corto plazo [US$/kWh] USD 0,100

Precio venta energía largo plazo [US$/kWh] USD 0,100

Período de Construcción 3

Horizonte de evaluación [años] 25

Plazo depreciación OOCC [años] 20

Plazo depreciación Equipos [años] 10

Tasa de descuento [%] 10%

Costos de operación y mantenimiento [% inversión] 1,20%

Impuesto 20%

   

VAN USD 6.864.079

TIR 14,15%

Tabla 6.23“Resultados de la evaluación económica”

El VAN (valor actual neto) es un criterio que señala la aceptación o rechazo del proyecto, si el VAN es igual o mayor que cero debe aceptarse, sino, debe rechazarse.

77

 El TIR (tasa interna de retorno) es el promedio de los rendimientos futuros esperados de la inversión, que implica el supuesto de una oportunidad para reinvertir en el proyecto.

El índice de TIR de 14,15%, muestra un proyecto atractivo desde el punto de vista económico. Es sabido que proyectos con TIR superiores al 10% (en este caso corresponde a la tasa de descuento) y VAN positivo, son rentables.

Adicionalmente, se obtiene un flujo neto de aproximadamente 3.769.000 USD anuales (ingreso neto anual). Esto implica que el monto de inversión inicial de 22.750.000 USD sería recuperado íntegramente en un plazo de 6 años.

El detalle del cuadro de evaluación económica (Flujo de caja) se muestra en anexos 9.1, 9.2 y 9.3.

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se ha estudiado un proyecto para aprovechamiento hidroeléctrico, en base al análisis de instalación de una pequeña central hidroeléctrica, de

78

aproximadamente 9 MW de potencia instalada, obteniendo una estimación de Generación media anual de energía del orden de 46 GW hora – año.

Se ha desarrollado el dimensionamiento conceptual del edificio de máquinas que albergaría a las turbinas hidráulicas. El análisis, incluyó la selección de lasturbinas adecuadas en base a los parámetros de altura neta y caudal de diseño en cartas de selección de Fabricantes de reconocida experiencia, cuyos resultados han arrojado 2 unidades generadoras de tipo Francis.

Se ha desarrollado el diseño de la estructura del edificio de máquinas donde se alojarán las unidades generadoras, obteniendo resultados y soluciones acordes a lo requerido para una correcta instalación de la central hidroeléctrica. Se consideró el cálculo y comprobación de las vigas y columnas principales, y una correcta selección de un puente grúa adecuado a las condiciones propuestas.

El proyecto se observa directamente abordable y presenta un nivel de complejidad técnica moderada.

Se realizó una estimación de los costos de inversión del proyecto en base a un comparativo de costos de proyectos de centrales hidroeléctricas de pequeña y mediana potencia construidas, que tienen similares características al proyecto estudiado.

Con los parámetros de Potencia instalada, Generación media anual, Monto de inversión y criterios de evaluación económica de proyectos de energía normalmente utilizados, Se sometió el proyecto a evaluación económica. Los índices económicos resultantes (VAN / TIR), muestran un proyecto atractivo, desde el punto de vista del negocio de la generación y comercialización de la energía. Se obtiene una rápida recuperación de la inversión (en torno a los 6 años) y una tasa de retorno atractiva para potenciales inversionistas o desarrolladores.

8. BIBLIOGRAFIA

1) www.seagob.cl

2) www.alstom.com

79

3) www.bmghidroconsultores.cl

4) www.smienergias.wordpress.com

5) www.cer.gob.cl

6) www.emb.cl/electroindustria

7) www.endesa.cl

8) www.centralenergia.cl

9) www.riosysenderos.com

10)www.energiaundesafio.cl

11)www.colbun.cl

12)www.besalcoenergia.cl

9. ANEXOS Y APENDICES

9.1 Anexo N°1

Periodo año         1 2 3 4 5

80

Ingresos         4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000

                   

Venta energía         4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000

                   

Costos         -1.751.750 -1.751.750 -1.751.750 -1.751.750 -1.751.750

Operación y Mantención         -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000

Depreciación         -1.478.750 -1.478.750 -1.478.750 -1.478.750 -1.478.750

                   

Utilidad antes de impuesto         2.828.250 2.828.250 2.828.250 2.828.250 2.828.250

Impuesto 20%         -537.368 -537.368 -537.368 -537.368 -537.368

Depreciación         1.478.750 1.478.750 1.478.750 1.478.750 1.478.750

                   

Utilidad después de impuesto         3.769.633 3.769.633 3.769.633 3.769.633 3.769.633

Flujo Neto         3.769.633 3.769.633 3.769.633 3.769.633 3.769.633

Tabla 9.1“Flujo de caja primeros 5 años”

9.2 Anexo N°2

3.769.633 3.769.633 3.769.633 3.769.633 3.769.633 3.639.958 3.639.958 3.639.958 3.639.958 3.639.958

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000

                   

4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000

                   -

1.751.750-

1.751.750-

1.751.750-

1.751.750-

1.751.750-

1.069.250-

1.069.250-

1.069.250-

1.069.250-

1.069.250

-273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000-

1.478.750-

1.478.750-

1.478.750-

1.478.750-

1.478.750 -796.250 -796.250 -796.250 -796.250 -796.250

                   

2.828.250 2.828.250 2.828.250 2.828.250 2.828.250 3.510.750 3.510.750 3.510.750 3.510.750 3.510.750

-537.368 -537.368 -537.368 -537.368 -537.368 -667.043 -667.043 -667.043 -667.043 -667.043

1.478.750 1.478.750 1.478.750 1.478.750 1.478.750 796.250 796.250 796.250 796.250 796.250

                   

3.769.633 3.769.633 3.769.633 3.769.633 3.769.633 3.639.958 3.639.958 3.639.958 3.639.958 3.639.958

81

Tabla 9.2“Continuación Flujo de caja desde el año N° 6 hasta el N° 15”

9.3 Anexo N°3

3.639.958 3.639.958 3.639.958 3.639.958 3.639.958 3.488.670 3.488.670 3.488.670 3.488.670 3.488.670

Tabla 9.3

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000

                   

4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000 4.580.000

                   -

1.069.250-

1.069.250-

1.069.250-

1.069.250-

1.069.250 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000

-273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000 -273.000

-796.250 -796.250 -796.250 -796.250 -796.250          

                   

3.510.750 3.510.750 3.510.750 3.510.750 3.510.750 4.307.000 4.307.000 4.307.000 4.307.000 4.307.000

-667.043 -667.043 -667.043 -667.043 -667.043 -818.330 -818.330 -818.330 -818.330 -818.330

796.250 796.250 796.250 796.250 796.250          

                   

3.639.958 3.639.958 3.639.958 3.639.958 3.639.958 3.488.670 3.488.670 3.488.670 3.488.670 3.488.670

82

“Continuación Flujo de caja desde el año N° 16 hasta el N° 25”

9.4 Anexo N°4

PLANOS

Plano 001: Disposición General Casa de Máquinas

Plano 002: Plano de Diseño

Plano 003: Plano de Detalles

83