lunes, 8 de noviembre de 2010

CENTRALES HIDORELECTRICAS DE ANTIOQUIA.

El blog que a continuación verán se basa en un estado del arte de otras investigaciones realizada por alumnos de la Universidad Autónoma Latinoamericana; la cual surgió de ver la importancia y el impacto que se ha observado a nivel departamental de la generación de la energía eléctrica y sus formas de lograrlo; basado en las centrales hidroeléctricas del departamento de Antioquia en la que cada generación que transcurre se da cuenta de la capacidad y el mejoramiento del hombre en la utilización, transformación, implementación, subestaciones de dicho recurso como es el Agua y los beneficios económicos, ambientales y optimización de recursos que le generan a la humanidad.

CONCEPCIONES DE LAS HIDROELECTRICAS.

QUE ES UNA CENTRAL HIDROELECTRICA.

Es aquella que utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los ríos para mover una rueda.

Estas centrales aprovechan la energía potencial que posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también conocido como salto geodésico. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual trasmite la energía a un generador donde se transforma en energía eléctrica.


CARACTERISTICAS DE UNA HIDROELECTRICA.

Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:

La potencia, que está en función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo turbinable, además de las características de las turbinas y de los generadores usados en la transformación.

La energía garantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmente un año, que está en función del volumen útil del embalse, y de la potencia instalada.

La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW (megavatios), como en el caso de las minicentrales hidroeléctricas, hasta 14.000 MW.

FUNCIONAMIENTO DE UNA HIDROELECTRICA.

El agua cae desde la presa hasta unas turbinas que se encuentran en su base. Al recibir la fuerza del agua las turbinas comienzan a girar. Las turbinas están conectadas a unos generadores, que al girar, producen electricidad. La electricidad viaja desde los generadores hasta unos transformadores, donde se eleva la tensión para poder transportar la electricidad hasta los centros de consumo.

LAS PRINCIPALES PARTES DE UNA HIDROELÉCTRICA.

· Presa

La presa se encarga de mantener elagua en un lugar alto para garantizar que tenga fuerza suficiente el agua como para mover las turbinas.

· Turbinas

Las turbinas se encargan de hacer girar el generador cuando reciben la fuerza del agua

· Generador

Todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica.

Otras partes también importantes son las tuberías que llevan el agua desde la presa hasta las turbinas.

VENTAJAS DE UNA HIDROELECTRICA.

No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.

Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.

A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del terreno y turismo.

Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.

Las obras de ingenieria necesarias para aprovechar la energía hidraúlica tienen una duración considerable.

La turbina hidrálica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos

INCONVENIENTES DE UNA HIDROELECTRICA.

Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy altos.

El emplazamiento, determinado por características naturales, puede estar lejos del centro o centros de consumo y exigir la construcción de un sistema de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y en los costos de mantenimiento y pérdida de energía.

La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación con la de las centrales termoeléctricas.

La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año.

LA HIDROELECTRICA APLICADA

La energía eléctrica es un recurso energético indispensable y, en muchos casos, insustituible para el desarrollo de múltiples actividades y funciones en el campo industrial, comercial y residencial.

En el sector residencial la energía eléctrica es fuente de comodidad en los hogares; impulsa las actividades cotidianas; proporciona seguridad, bienestar y confort; en aplicaciones domésticas de iluminación, cocción, calentamiento de agua, ventilación, refrigeración, calefacción y recreación.

En el sector no residencial, la energía eléctrica es fuente de productividad y competitividad en los mercados; soporta procesos de producción industrial de toda índole; así como infraestructura comercial y de servicios: hornos, maquinaria, herramientas, iluminación, equipo electrónico, acondicionamiento de aire, enfriamiento, seguridad, entre otros.

Antes de obtener estos beneficios se realizan multiples procesos de transformación y obtencion de la energía por medio del agua surgiendo de procesos hidroeléctricos basados en:

Dos conversiones importantes que se realizan en las hidroeléctricas son:

De energía potencial a energía cinética

•Cuando el agua pierde altura, la energía potencial se convierte en energía cinética.

•La energía cinética adquirida por el agua es proporcional al peso del agua que cae y al cambio de altura.

•La potencia aprovechable del salto es la energía cinética por unidad de tiempo.

•Hay pérdidas.

•Los kilovatios-hora de la cuenta de servicios.


ESQUEMA SIMPLIFICADO DE LA GENERACION HIDROELECTRICA

De energía cinética a energía eléctrica

•El chorro de agua hace girar una turbina.

•Se ha aprovechado la energía cinética del agua.

•La turbina hace rotar un generador.

•Como los conductores del generador se mueven en un campo magnético, se induce electricidad en aquellos.


El embalse con mayor capacidad de regulación en Colombia es El Peñol, situado en el oriente de Antioquia, ya que Puede pasar agua de años lluviosos a años secos.

Aparte de contar con un embalse y una turbina se cuenta con casas de maquinaria que pueden ser superficial o subterránea para después lograr la transformación y distribución de tal energía.

Transformación y distribución

•La electricidad generada es transformada.

•Se eleva su voltaje.

•Unas líneas de transmisión llevan la energía hasta los centros de distribución.

•De dichos centros pasa a los consumidores.




CENTRALES HIDROELECTRICAS EPM.

En el proceso de la investigación identificamos que Empresas Publicas De Medellin ( EPM) es la primera comercializadora de energía eléctrica del país para el mercado no regulado, brindando asi servicios con una cobertura del 100% en todos los municipios del Valle del Aburrá y en los municipios de su área de influencia en el departamento de Antioquia.

El Mercado de Energía Mayorista (MEM) en Colombia está clasificado en: mercado no regulado (MNR) al que pertenecen todos los clientes cuyo consumo mensual sea igual o superior a 55.000 kWh o que demanden una potencia promedio igual o superior a 0,1 MW, que en su gran mayoría son grandes y medianos industriales y una parte del comercio; y mercado regulado (MR) al cual pertenecen todos los demás clientes. En cualquier caso, los clientes deben ser representados ante el MEM por un agente comercializador.

CENTRALES EN OPERACION

La capacidad efectiva neta del sistema de generación de EPM es de 2.574 MW, conformada por 15 centrales de generación en operación (trece hidroeléctricas, una térmica y una eólica).

La capacidad de almacenamiento útil de agua en sus embalses (calculada respecto a su mínimo físico) es de 1.606 millones de m3, equivalentes a 3.468,2 GWh, que constituyen el 21,2% (en energía almacenada), de la capacidad de los embalses del sistema nacional (16.340 GWh).

Estos embalses son: Riogrande II, Troneras, Miraflores, Porce II, Quebradona, Playas y El Peñol - Guatapé, uno de los más grandes del país y con la mayor capacidad de regulación y almacenamiento.

La energía generada por EPM abastece a 23 municipios de Antioquia; mediante las líneas de alta tensión de Interconexión Eléctrica S.A., intercambia energía con diferentes regiones del país; la cobertura del servicio es del 100%. La empresa hace la interconexión al sistema eléctrico nacional mediante sus propias redes de transmisión y distribución; pues la organización posee su propia estructura técnica y humana para cubrir las necesidades de los servicios de operación y mantenimiento, constitutivos del proceso de generar energía.

Las centrales de Guatapé, Porce II y La Tasajera prestan el servicio de Regulación Secundaria de Frecuencia (AGC), en el Sistema Interconectado Nacional.

Como una garantía de confianza en su sistema, EPM cuenta con el certificado de calidad bajo la norma NTC ISO 9001:2000 para las actividades de “Servicio de operación y mantenimiento para generar energía”, en las centrales La Tasajera, Niquía, Riogrande I, Guadalupe III, Guadalupe IV, Troneras, Guatapé, Playas, Porce II, La Sierra y las minicentrales Pajarito y Dolores.

EN CONSTRUCCION

Proyecto Hidroelectrico Porce III

El proyecto hidroeléctrico Porce III está localizado en jurisdicción de los municipios de Amalfi, Guadalupe, Gómez Plata y Anorí, 147 km al nordeste de la ciudad de Medellín, capital del departamento de Antioquia, en la República de Colombia.

Porce III será la central más grande del sistema de generación de EPM Con ella se recogen los frutos del proceso de planificación de largo plazo en el uso de los recursos hídricos del complejo del río Porce, y se aprovechan obras y facilidades existentes en la zona de propiedad de EPM para su construcción y operación.

El objetivo general de Porce III es contribuir a la satisfacción del crecimiento de la demanda de energía de Colombia en los próximos años, como parte del compromiso de Empresas Públicas de Medellín con el país y su gente.

IMPACTO AMBIENTAL

La gestión ambiental en la fase de operación de las centrales de la UEN Generación Energía tiene como objetivo contribuir con la sostenibilidad y la viabilidad social, ecológica, operativa, legal y económica de los proyectos, obras o actividades que realiza el negocio, actuando con responsabilidad social y de manera concertada con las comunidades, para contribuir con el desarrollo de las zonas de influencia donde se insertan los proyectos.

Para cumplir su objetivo, la subgerencia ambiental ha organizado la gestión procesos, cuyos objetivos se definen así:

Cumplir obligaciones y requerimientos legales

El objetivo es atender las obligaciones y los requerimientos legales, relacionados con la gestión ambiental, cumpliendo oportunamente con los compromisos establecidos por las autoridades competentes en lo referente a pagos, planes de manejo ambiental, actos administrativos, licencias o permisos y atendiendo los impactos no previstos, para posibilitar la continuidad de la operación de las centrales de generación y de otros negocios.

Conservar y mejorar los recursos naturales

Se busca contribuir a la conservación de los recursos naturales, mediante la protección de predios y embalses, programas de saneamiento, gestión forestal, recuperación de áreas degradadas y educación ambiental, para posibilitar de esta manera la continuidad de la operación de las centrales de energía y de las plantas de potabilización.

En desarrollo de este objetivo se ejecutan y promueven programas de protección, manejo y mejora del medio físico y biótico en las zonas de influencia de las centrales de generación de energía, para evitar afectaciones negativas sobre los predios y embalses que puedan comprometer la viabilidad ambiental y operativa del negocio.


ALGUNAS CENTRALES HIDROELECTRICAS DE ANTIOQUIA.

TRONERAS

Está ubicada en la jurisdicción del municipio de Carolina del Príncipe, por la vía que conduce de El Salto al embalse de Troneras.

Esta central utiliza las aguas del río Concepción, después de haber recibido las desviaciones de los ríos Nechí, Pajarito y Dolores; cuyos aportes, junto con los provenientes del embalse de Miraflores y el río Guadalupe, alimentan el embalse de Troneras.

Posee dos unidades generadoras de 20 MW de capacidad efectiva neta cada una, accionadas por turbinas tipo Francis de eje vertical, para una capacidad efectiva de 40 MW. Esta central le aporta anualmente al sistema una energía media de 242 GWh y una energ ía firme de 208 GWh.


RIOGRANDE I

También es conocida como Mocorongo y está situada en jurisdicción de los municipios Donmatías y Santa Rosa de Osos, a 54 kilómetros al norte de Medellín.

la construcción de Riogrande I seda, “ante la urgencia de resolver el problema de escasez de energía frente a la creciente demanda, así como el abastecimiento de agua de consumo para Medellín”.

En 1951, Riogrande I inició operación con 2 unidades de 25.000 kW cada una, capacidad que fue ampliada en 1956 a 75.000 kW, al ser instalada una tercera unidad.

La central aprovecha las aguas de la cuenca del Río Grande, cuyo caudal promedio anual es de 34 m3/s, aguas que son conducidas hacia el embalse de Quebradona, cuya capacidad útil actual es 500.000 m3.

En la actualidad se encuentra en servicio solo una de las tres unidades que conforman la central; las otras dos fueron retiradas del Mercado de Energía Mayorista, en el año 2003.

PORCE II

La central hidroeléctrica Porce II se encuentra ubicada al nordeste del departamento de Antioquia, a una distancia aproximada de 120 km de Medellín por la carretera que de esta ciudad conduce a las poblaciones de Amalfi y Anorí.

Su principal fuente de alimentación es el río Porce, el cual nace en el alto de minas, al sur de Medellín, y desciende atravesando la parte central del departamento de Antioquia en dirección noreste, hasta desembocar en el río Nechí, afluente del río Cauca, después de un recorrido de 232 km.

Porce II se compone de un embalse con una capacidad total de 149,37 millones de m3, que inunda un área de 890 hectáreas, con el nivel normal de operación; es alimentada con las aguas del río Porce y con los vertimientos y descargas de la central hidroeléctrica Riogrande II.

En conjunto se aprovecha un caudal medio de 113,6 m3/s, con un salto bruto de 239,7 m, para una generación firme de 1.600 GWh/año y una capacidad efectiva neta de 405 MW.

Posee además una casa subterránea de máquinas con tres generadores sincrónicos de 142 MW, con turbinas tipo Francis de eje vertical y una subestación a 230 kV con tres campos de generación y tres campos de transmisión.


PLAYAS

La central hidroeléctrica Playas (J. Emilio Valderrama) está situada al oriente de la ciudad de Medellín en el departamento de Antioquia, a una distancia de 160 km.

Sus obras e instalaciones están en jurisdicción de los municipios de San Rafael y San Carlos y su cuenca hidrográfica comprende también territorios del municipio de Guatapé.

La central Playas forma parte del aprovechamiento de los ríos Nare y Guatapé. La central posee 3 grupos generadores impulsados por sus correspondientes turbinas Francis de eje vertical, diseñadas para una potencia de 68.030 kilovatios cada una cuenta con una capacidad instalada de 204 MW (nominal) y 201 MW (efectiva), bajo una cabeza neta de 176 m. Con un caudal de 42,1 (m3/seg.) y una velocidad sincrónica de 360 r.p.m. (Francis normal), la central hidroeléctrica Playas le aporta anualmente 1.380 GWh de energía firme al sistema.

El embalse de Playas permite acumular 69,08 millones de metros cúbicos útiles, para un área tributaria de 292 km2. Igualmente permite utilizar un caudal medio anual de 113 m3/s, el cual se descarga nuevamente al río Guatapé.

MINICENTRAL PAJARITO

Está ubicada en el municipio de Angostura, 10 kilómetros antes de llegar al municipio de Yarumal, sobre la margen derecha de la vía Medellín - Cartagena, al final del canal para descargas de las obras de desviación del río Nechí al río Pajarito.

Aprovecha una caída bruta de 124 m y un caudal de 4,7 m3/s para generar 4.900 kW a través de una turbina tipo Francis.

GUADALUPE IV

Está localizada al nordeste del departamento de Antioquia, a una distancia aproximada de 120 km de Medellín, por la carretera que de esta ciudad conduce a las poblaciones de Amalfi y Anorí.

Las aguas turbinadas en Guadalupe III se descargan en un tanque de captación con capacidad para 22.000 m3, luego son conducidas por un túnel de 6,4 kilómetros a la casa de máquinas de Guadalupe IV.

Ésta instalación generadora tiene una capacidad nominal de 216 MW y capacidad efectiva neta de 202 MW, repartida en 2 unidades de 67 MW y una de 68 MW, movidas por turbinas tipo Francis de eje vertical. Sus aportes de energía al sistema contabilizan 1,205 GWh al año, si se habla de energía media; y 1,026 GWh al año, si es de energía firme.


GUADALUPE III

Está localizada bajo el nivel de aguas de la central Troneras.

Las aguas turbinadas de la planta Troneras, las desviadas del embalse Troneras (por medio de una válvula de cono o del vertedero cuando existe vertimiento) y las provenientes de la quebrada Cañas gordas son represadas en una bocatoma y conducidas a la casa de máquinas de esta central, donde se alojan 6 unidades generadoras accionadas por turbinas tipo Pelton de eje vertical, de 45 MW cada una, para completar 270 MW de capacidad instalada (nominal y efectiva neta).

Su contribución a la energía media anual del sistema de EPM es de 1.617 GWh y a la energía firme de 1.377 GWh.


CENTRAL NIQUIA

Al igual que La Tasajera, hace parte del proyecto denominado Aprovechamiento múltiple del Río Grande, concebido por EPM con dos propósitos básicos: suministrar agua para el acueducto metropolitano hasta el 2020 y generar energía para atender la demanda regional y nacional.

Está localizada en el municipio de Bello. Cuenta con una capacidad instalada de 21.000 kW correspondientes a su primera etapa, y su infraestructura física quedó habilitada para instalar en un futuro otras 2 unidades generadoras para una capacidad total de 57.000 kW.

Las aguas del embalse Riogrande II son conducidas a través de un túnel de 16,4 kilómetros hasta la casa de máquinas.

Después del proceso de generación de energía en la central; se llevan por gravedad desde el tanque de carga en la salida de la central Niquía, a través de una conducción de 4,1 kilómetros de longitud y 1,6 m de diámetro, a la planta de tratamiento Manantiales, con capacidad de 6 m3/s que significan 500 millones de litros diarios adicionales de agua pura para el sistema de acueducto de EPM, los cuales serán aumentados, en una segunda etapa, a 9 m3/s.


GUATAPE

Pertenece al aprovechamiento del río Nare, regulado por el embalse El Peñol - Guatapé. Está ubicada en el sitio conocido como la Araña, jurisdicción del municipio de San Rafael, al oriente del departamento de Antioquia.

Su capacidad instalada es de 560 MW (nominal y efectiva) entregados por 8 unidades generadoras de igual capacidad, accionadas por turbinas tipo Pelton de eje vertical.

La central hidroeléctrica Guatapé utiliza el río Nare, que se desvía al río Guatapé para aprovechar una diferencia de nivel de 810 metros entre las cuencas de estos dos ríos.

Cada etapa está compuesta por 4 unidades generadoras. Esta central contribuye al sistema con 2.730 GWh de energía media anual, prácticamente todos firmes, dada la gran capacidad de regulación del embalse.

El embalse Peñol - GUATAPÉ ES EL DE MAYOR REGULACIÓN DEL PAÍS, con una capacidad de almacenamiento total de 1.070,21 millones de metros cúbicos.

CENTRAL LA TASAJERA

Hace parte del proyecto denominado Aprovechamiento múltiple del Río Grande, concebido por EPM con dos propósitos básicos: suministrar agua para el acueducto metropolitano hasta el 2020 y generar energía para atender la demanda regional y nacional. Adicionalmente, aporta a la descontaminación del río Medellín, pues el agua turbinada es descargada al río y contribuye de manera importante a su proceso de oxigenación.

Está localizada en el municipio de Barbosa, al norte del Valle del Aburrá, en cercanías del municipio de Girardota. Aporta 306 MW al sistema eléctrico nacional a través de 3 unidades tipo Pelton de 102 MW de capacidad efectiva neta cada una. La aprovecha una caída bruta de 933 metros y un caudal de 13,25 m3/s.

Las turbinas Pelton impulsan 3 generadores sincrónicos de tipo vertical, con una capacidad nominal de 109.000 kVA por unidad, con una tensión de 13.200 voltios, los cuales se conectan a 3 transformadores elevadores con una capacidad unitaria de 104.500 kVA. El equipo de maniobra del patio de la subestación es del tipo encapsulado, con una tensión nominal de 245 kilovoltios.

La central La Tasajera y la central Niquía conforman el desarrollo hidroeléctrico Riogrande II.


LA INVESTIGACION REALIZADA FUE OBTENIDA DE:

http://www.valenciad.com/Proyectos/proyhidr.pdf

http://www.epm.com.co/epm/institucional/energia/infraest_gestionambiental3.html?id=2

http://es.wikipedia.org/wiki/Central_hidroeléctrica

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/CentralesHidroelectricas.htm

video
http://www.youtube.com/watch?v=d_gxRqXrAP0&feature=related

1 comentario:

  1. Es muy importante esta información, necesitamos con urgencia ubicar al autor de este estudio, tel celular 3186337969 con Sandra Rivas

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