OBRAS HIDRÁULICAS Aprovechamientos hidroeléctricos
Aprovechamientos hidroeléctricos
Índice 1. INTRODUCCIÓN 2. SISTEMA ELÉCTRICO ESPAÑOL 3. APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS 1. Introducción 2. Análisis de la capacidad de regulación 3. Análisis hidrológico de una cuenca 4. Tipología de los aprovechamientos 4. ELEMENTOS DE LOS APROVECHAMIENTOS 1. Toma 2. Canal de derivación 3. Conducción en presión 4. Equipos de generación 5. PREDIMENSIONAMIENTO TURBINAS
Aprovechamientos hidroeléctricos
Bibliografía
Cuesta y Vallarino (2000). Aprovechamientos hidroeléctricos. 2 Tomos. Servicio de Publicaciones del CICCP. Novak. Moffat, Nalluri y Narayanan (2007). Hydraulic Structures. Taylor and Francis. Granados, Garrote, Delgado y Martín (2003). Problemas de Obras Hidráulicas. Servicio de Publicaciones del CICCP. Manuales de referencia del ICOLD, ASCE Más detalles en Presas y Aprovechamientos Hidroeléctricos (4º)
Aprovechamientos hidroeléctricos
INTRODUCCIÓN
• Agua disponible limitada • Necesidad de almacenamientos para diferentes usos: • Abastecimiento • Industrial • Ecológico • Regadío • Producción eléctrica • Demanda variable en el tiempo y espacio
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SISTEMA ELÉCTRICO • Anuario de Red Eléctrica Española (2011)
Aprovechamientos hidroeléctricos
SISTEMA ELÉCTRICO • Anuario de Red Eléctrica Española (2011)
Aprovechamientos hidroeléctricos
SISTEMA ELÉCTRICO
Características del mercado eléctrico • La generación debe satisfacer la potencia demandada muy rápidamente y con calidad: • Continuidad • Voltaje fijo • Frecuencia Fija • La energía eléctrica no se almacena
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SISTEMA ELÉCTRICO CURVA DE CARGA DIARIA: 3 BANDAS CARACTERÍTICAS !
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SISTEMA ELÉCTRICO
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SISTEMA ELÉCTRICO
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Aprovechamientos hidroeléctricos
Índice 1. INTRODUCCIÓN 2. SISTEMA ELÉCTRICO ESPAÑOL 3. APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS 1. Introducción 2. Análisis de la capacidad de regulación 3. Análisis hidrológico de una cuenca 4. Tipología de los aprovechamientos 4. ELEMENTOS DE LOS APROVECHAMIENTOS 1. Toma 2. Canal de derivación 3. Conducción en presión 4. Equipos de generación 5. PREDIMENSIONAMIENTO TURBINAS
Aprovechamientos hidroeléctricos
APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Análisis de la capacidad de regulación • La regulación sirve para adaptar la oferta a la demanda • Anual • Hiperanual • Objetivo: Conocer el volumen necesario para satisfacer demanda • Balance de masas
• Más detalles: Regulación de Recursos
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APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Análisis de cuencas para uso hidroeléctrico • Potencial hidroeléctrico bruto • Potencial hidroeléctrico técnico • Potencial hidroeléctrico económico
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APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Tipología de aprovechamientos hidroeléctricos A H Q
B
W = γ QH ·η
Potencia = W = [W ] = [ J / S ]
Producción=Energía = [Wt ] = [Wh ] = [ J ]
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APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Tipología de aprovechamientos hidroeléctricos • Saltos a pie de presa • Saltos en derivación - fluyentes • Salto en derivación con embalse • Salto con conducción a presión • Centrales reversibles o de bombeo
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APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Salto a pie de presa
Aprovechamientos hidroeléctricos
APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Salto a pie de presa
Aprovechamientos hidroeléctricos
APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Salto en derivación o fluyente
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APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Salto en derivación o fluyente
Aprovechamientos hidroeléctricos
APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Salto en derivación con embalse Con canal de derivación Con galería de presión
Aprovechamientos hidroeléctricos
APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Salto en derivación con embalse Con canal de derivación Con galería de presión
Aprovechamientos hidroeléctricos
APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS
Central reversible o con bombeo
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Índice 1. INTRODUCCIÓN 2. SISTEMA ELÉCTRICO ESPAÑOL 3. APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS 1. Introducción 2. Análisis de la capacidad de regulación 3. Análisis hidrológico de una cuenca 4. Tipología de los aprovechamientos 4. ELEMENTOS DE LOS APROVECHAMIENTOS 1. Toma 2. Canal de derivación 3. Conducción en presión 4. Equipos de generación 5. PREDIMENSIONAMIENTO TURBINAS
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ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Elementos • Azud o presa • Toma • Derivación • En lámina libre : Canal + Cámara de carga + Conducción blindada • En presión: Galería de presión + Chimenea de equilibrio + Conducción blindada • Central • Canal de restitución
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ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Tomas
Central de Valparaíso
Aprovechamientos hidroeléctricos
ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Tomas
Central de Yagisawa
Central de Belesar
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ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Tomas con baja sumergencia
S = kv D k = 0.54 embocadura simétrica k = 0.74 embocadura asimétrica
Embalse de Dinorwig
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ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Tomas para azudes
Aprovechamientos hidroeléctricos
ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Tomas para azudes
Aprovechamientos hidroeléctricos
ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Rejas y Limpiarejas
⎛W ⎞ ΔH = β ⎜ ⎟ ⎝ b⎠ β = 2.42
4/3
v2 ·senθ 2g
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ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
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ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Aprovechamientos hidroeléctricos
ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Aprovechamientos hidroeléctricos
ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Compuertas • Permiten vaciado y aislado del canal • Vagón • Grandes dimensiones • Pérdida de carga • Gran tamaño • Sistema accionamiento • Manual (no regulación) • Automático (regulación en fluyentes)
Aprovechamientos hidroeléctricos
ELEMENTOS DE LOS A.HIDROELÉCTRICOS
Desarenadores • Necesarios en tomas superficiales • Protección equipos electromecánicos