ENERGÍA ENERGÍA HIDROELÉCTRICAHIDROELÉCTRICA

GENERACIÓN DE ENERGÍA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICAELÉCTRICA

EVALUACIÓN DE LA EVALUACIÓN DE LA DIFERENCIA DE POTENCIALDIFERENCIA DE POTENCIAL

Para encontrar el potencial en una espira, la ley Para encontrar el potencial en una espira, la ley de Faraday nos dice que:de Faraday nos dice que:

““el potencial eléctrico en los extremos de una el potencial eléctrico en los extremos de una espira es igual a menos el cambio del flujo de espira es igual a menos el cambio del flujo de densidad magnética con respecto al tiempo” densidad magnética con respecto al tiempo”

dt

dab

ESQUEMA DE GENERACIÓN ESQUEMA DE GENERACIÓN Y TRANSMISIÓN DE Y TRANSMISIÓN DE

ENERGÍA ELÉCTRICAENERGÍA ELÉCTRICA

USO DE TURBINAS USO DE TURBINAS HIDRÁULICAS PARA HIDRÁULICAS PARA

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA MECÁNICAMECÁNICA

TURBINA HIDRÁULICA Y TURBINA HIDRÁULICA Y GENERADOR ELÉCTRICO GENERADOR ELÉCTRICO ACOPLADOS POR UN EJEACOPLADOS POR UN EJE

DIFERENTES TIPOS DE DIFERENTES TIPOS DE TURBINAS HIDRAULICASTURBINAS HIDRAULICAS

FUNCIONAMIENTO DE LAS FUNCIONAMIENTO DE LAS TURBINASTURBINAS

Microsoft ® Encarta ® Biblioteca de Consulta 2002. © 1993-2001 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

PLANTA CON TURBINAS PLANTA CON TURBINAS HIDROELÉCTRICASHIDROELÉCTRICAS

(Oregon USA)(Oregon USA)

CENTRAL HIDROELÉCTRICACENTRAL HIDROELÉCTRICA

EFICIENCIAS DE LAS EFICIENCIAS DE LAS TURBINAS HIDROELÉCTRICASTURBINAS HIDROELÉCTRICAS

Las turbinas modernas están diseñadas de forma Las turbinas modernas están diseñadas de forma que la conversión de energía hidráulica se que la conversión de energía hidráulica se transforma en energía mecánica en un 95%transforma en energía mecánica en un 95%

Las eficiencias de las plantas eléctricas es igual al Las eficiencias de las plantas eléctricas es igual al producto de las eficiencias, de carga de operación, producto de las eficiencias, de carga de operación, diseño hidráulico, de la turbina, del incrementador diseño hidráulico, de la turbina, del incrementador y del generador eléctrico entregando valores de y del generador eléctrico entregando valores de eficiencia menores al 95%. eficiencia menores al 95%.

TIPOS DE INSTALACIONES TIPOS DE INSTALACIONES HIDROELÉCTRICASHIDROELÉCTRICAS

CENTRAL HIDROELÉCTRICA CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE ESPAÑA DE ESPAÑA

Flujo cruzado VE ·················20-90Flujo cruzado VE ·················20-90

CENTRAL MÁS GRANDE DEL CENTRAL MÁS GRANDE DEL MUNDOMUNDO

MOSTRAR ENERGÍA MOSTRAR ENERGÍA HIDRÁULICA “ENCARTA”HIDRÁULICA “ENCARTA”

SELECCIÓN DE TIPO DE SELECCIÓN DE TIPO DE TURBINATURBINA

Para seleccionar el tipo de turbina se calcula la Para seleccionar el tipo de turbina se calcula la velocidad específica VE, definida por la relación velocidad específica VE, definida por la relación de arriba, donde n es la velocidad en rpm, W de arriba, donde n es la velocidad en rpm, W punto es la potencia en kW, H es la altura de punto es la potencia en kW, H es la altura de entrada del fluido en m.entrada del fluido en m.

Después se selecciona la turbina de acuerdo con la Después se selecciona la turbina de acuerdo con la descripción siguiente:descripción siguiente:

HH

WnVE

2

SELECCIÓN DE TIPO DE SELECCIÓN DE TIPO DE TURBINATURBINA

Turbina Francis VE ················· 70-500Turbina Francis VE ················· 70-500

Turbina de propelas VE ················600-900Turbina de propelas VE ················600-900

Kaplan VE ················350-1000Kaplan VE ················350-1000

Peltón 1-jet VE ················10-35Peltón 1-jet VE ················10-35

Peltón 2-jet VE ················10-45Peltón 2-jet VE ················10-45

Turgo VE ·················20-80Turgo VE ·················20-80

TRANSFORMACIÓN DE LA TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA HIDRÁULICA EN ENERGÍA HIDRÁULICA EN

ENERGÍA MECÁNICAENERGÍA MECÁNICA

La turbina es una maquina que transforma la La turbina es una maquina que transforma la energía cinética contenida en el fluido por energía cinética contenida en el fluido por velocidad o altura, en energía mecánica de velocidad o altura, en energía mecánica de movimiento de rotación. la energía disponible es movimiento de rotación. la energía disponible es la relación presentada arriba.la relación presentada arriba.

gHMVMET

2

2

1

CAPACIDAD DE UNA CAPACIDAD DE UNA INSTALACIÓN INSTALACIÓN

HIDROELÉCTRICAHIDROELÉCTRICA

La capacidad de una instalación hidroeléctrica esta La capacidad de una instalación hidroeléctrica esta determinada por la relación del producto de la determinada por la relación del producto de la masa total utilizable por la constante gravitacional masa total utilizable por la constante gravitacional y por la altura de la caída de altura.y por la altura de la caída de altura.

MgHP

RANGO DE APLICACIÓN DE RANGO DE APLICACIÓN DE LAS TURBINAS LAS TURBINAS

HIDROELÉCTRICASHIDROELÉCTRICAS

GENERACION DE ENERGÍA GENERACION DE ENERGÍA HIDROELÉCTRICA EN EL HIDROELÉCTRICA EN EL

MUNDOMUNDO

GENERACION EFECTIVA DE GENERACION EFECTIVA DE ELECTRICIDAD POR TIPO DE ELECTRICIDAD POR TIPO DE

PLANTAPLANTA

GENERACIÓN DE ENERGÍA POR GENERACIÓN DE ENERGÍA POR PLANTAS HIDROELÉCTRICAS EN PLANTAS HIDROELÉCTRICAS EN

MéxicoMéxico

Hay instaladas en el país 217 Hay instaladas en el país 217 hidroeléctricashidroeléctricas

La capacidad de generación es de 9618 MWLa capacidad de generación es de 9618 MW En operación se cuenta con 78En operación se cuenta con 78 El porcentaje de utilización es de 26.53%El porcentaje de utilización es de 26.53%

PRINCIPALES CENTRALES PRINCIPALES CENTRALES ELÉCTRICAS EN EL PAÍSELÉCTRICAS EN EL PAÍS

RED DE TRANSMISION RED DE TRANSMISION ELÉCTRICAELÉCTRICA

PLANEACION DE PLANEACION DE CRECIMIENTO DE LA CRECIMIENTO DE LA

CAPACIDAD INSTALADACAPACIDAD INSTALADA

PLAN DE CRECIMIENTO PLAN DE CRECIMIENTO HIDROELÉCTRICOHIDROELÉCTRICO

Se tiene identificados 26 proyectos de Se tiene identificados 26 proyectos de mediano y largo plazo de capacidad total de mediano y largo plazo de capacidad total de 6165 MW.6165 MW.

Se tiene proyectado a corto plazo 4 Se tiene proyectado a corto plazo 4 centrales de capacidad total 2215 MW.centrales de capacidad total 2215 MW.

Un proyecto en construcción de 930 MW.Un proyecto en construcción de 930 MW. Otros proyectos identificados por 32921 Otros proyectos identificados por 32921

MW.MW.

PLAN HIDROELÉCTRICO DE PLAN HIDROELÉCTRICO DE CORTO PLAZOCORTO PLAZO

Se tiene proyectado la construcción de:Se tiene proyectado la construcción de:

El cajón de 680 MW.El cajón de 680 MW.

Boca del cerro de 560 MWBoca del cerro de 560 MW

La parota de 765 MWLa parota de 765 MW

Copainala de 210MWCopainala de 210MW

Incrementando la capacidad instalada en un Incrementando la capacidad instalada en un 21.7%.21.7%.

LA MINIHIDRÁULICA Y LA MINIHIDRÁULICA Y MICROHIRÁULICAMICROHIRÁULICA

Se definen las centrales en función de su Se definen las centrales en función de su capacidad menores de 30MW como:capacidad menores de 30MW como:

Micro hidráulica si la central es menor de 1 Micro hidráulica si la central es menor de 1 MW.MW.

Mini hidráulica si la central tiene entre 1 y 5 Mini hidráulica si la central tiene entre 1 y 5 MW.MW.

Pequeña central si la central tiene entre 5 y 30 Pequeña central si la central tiene entre 5 y 30 MW .MW .

LA MICROHIDRAULICA EN LA MICROHIDRAULICA EN EL MUNDOEL MUNDO

Los países con mayor capacidad en operación Los países con mayor capacidad en operación centrales de de 2 MW a 10 MW son:centrales de de 2 MW a 10 MW son:

País Centrales Capacidad PotencialPaís Centrales Capacidad PotencialChina 2178 6040 71994 China 2178 6040 71994 Japón 597 2852 13332Japón 597 2852 13332Austria 2200 500 8847 Austria 2200 500 8847 Francia 1720 2250 3424Francia 1720 2250 3424Italia 1493 2022 18550Italia 1493 2022 18550Suiza 1003 737 1569Suiza 1003 737 1569

LA MICROHIDRAULICA EN LA MICROHIDRAULICA EN EL MUNDOEL MUNDO

País Centrales Capacidad potencialPaís Centrales Capacidad potencialNoruega 530 879 2283Noruega 530 879 2283Rumania 263 273 1255Rumania 263 273 1255Finlandia 235 300 428Finlandia 235 300 428España 175 835 1997España 175 835 1997México 17 74.26 ndMéxico 17 74.26 ndNota: La capacidad y el potencial estánNota: La capacidad y el potencial están indicados en MWindicados en MW

MICROHIDRÁULICA EN EL MICROHIDRÁULICA EN EL MUNDOMUNDO

Países que tienen mayor capacidad instalada de Países que tienen mayor capacidad instalada de micro hidráulica en el mundomicro hidráulica en el mundo

País Centrales CapacidadPaís Centrales CapacidadChina 1119 1476China 1119 1476Japón 638 494Japón 638 494Austria 1900 430Austria 1900 430Francia 1500 750Francia 1500 750Italia 1031 322Italia 1031 322Suiza 892 450 Suiza 892 450

MICROHIDRÁULICA EN EL MICROHIDRÁULICA EN EL MUNDOMUNDO

País Centrales CapacidadPaís Centrales Capacidad

España 513 317España 513 317

Noruega 376 169Noruega 376 169

Rumania 231 128Rumania 231 128

Finlandia 190 90Finlandia 190 90

Brasil 173 114Brasil 173 114

México 16 15.76México 16 15.76

LA MICROHIRÁULICA EN LA MICROHIRÁULICA EN MÉXICOMÉXICO

En México se tiene reconocidos la red de En México se tiene reconocidos la red de minihidráulicas y microhidráulicas minihidráulicas y microhidráulicas divididas en:divididas en:

a). Microhidráulicas en operación de CFE Y a). Microhidráulicas en operación de CFE Y Cia. de Luz y Fuerza del centro.Cia. de Luz y Fuerza del centro.

b). Microhidráulicas fuera de operación.b). Microhidráulicas fuera de operación.

c). Microhidráulicas de independientes.c). Microhidráulicas de independientes.

d). Proyectos viables.d). Proyectos viables.

POTENCIAL POTENCIAL MICROHIDRAULICO EN MICROHIDRAULICO EN

MÉXICOMÉXICO En México se cuenta con dos tipos de potencial de En México se cuenta con dos tipos de potencial de

aprovechamiento de energía mini y micro aprovechamiento de energía mini y micro hidráulica.hidráulica.

1). uno es el aprovechamiento de las centrales micro 1). uno es el aprovechamiento de las centrales micro y mini hidráulicas que están fuera de servicio y y mini hidráulicas que están fuera de servicio y que pueden reiniciar operaciones.que pueden reiniciar operaciones.

2). Otro son los nuevos proyectos que son viables y 2). Otro son los nuevos proyectos que son viables y que muchos de estos están ya identificados y se que muchos de estos están ya identificados y se encuentran en distintas etapas de su desarrollo.encuentran en distintas etapas de su desarrollo.

MICRO HIDRÁULICAS EN MICRO HIDRÁULICAS EN OPERACIÓNOPERACIÓN

Se tiene 13 centrales micro hidráulicas en Se tiene 13 centrales micro hidráulicas en operación por CFE. la capacidad total es de operación por CFE. la capacidad total es de 23.61 MW. 23.61 MW.

Se cuenta con 9 centrales micro hidráulicas Se cuenta con 9 centrales micro hidráulicas en operación por Cia. de Luz y Fuerza del en operación por Cia. de Luz y Fuerza del Centro con una capacidad total de 13.98 Centro con una capacidad total de 13.98 MW.MW.

MICROHIDRAULICAS MICROHIDRAULICAS FUERA DE SERVICIOFUERA DE SERVICIO

Las centrales hidroeléctricas que se Las centrales hidroeléctricas que se encuentran fuera de servicio son 36, la encuentran fuera de servicio son 36, la capacidad que representa es de 37.075 MW.capacidad que representa es de 37.075 MW.

Las causas principales de la salida de Las causas principales de la salida de operación son:operación son:

1). Equipo obsoleto o por altos costos de 1). Equipo obsoleto o por altos costos de operación (25 centrales).operación (25 centrales).

2). Falta de agua (8 centrales).2). Falta de agua (8 centrales).3). Vandalismo (3 centrales) 3). Vandalismo (3 centrales)

MICROHIDRÁULICAS DE MICROHIDRÁULICAS DE INDEPENDIENTESINDEPENDIENTES

Se cuenta con un registro de 61 centrales Se cuenta con un registro de 61 centrales mini hidráulicas con una capacidad total de mini hidráulicas con una capacidad total de 43.57 MW.43.57 MW.

Las centrales registradas están ubicadas en Las centrales registradas están ubicadas en estados como Puebla, Veracruz, Jalisco, estados como Puebla, Veracruz, Jalisco, Chiapas, y otros estados. Chiapas, y otros estados.

RESUMEN DE RESUMEN DE POSIBILIDADES EN MINI Y POSIBILIDADES EN MINI Y

MICRO HIDRAULICAS MICRO HIDRAULICAS Concepto Potencia Concepto Potencia

Central en operación c/estudios 8.5Central en operación c/estudios 8.5

Centrales en operación por estudiar 21.4Centrales en operación por estudiar 21.4

Centrales fuera de servicio 36.78Centrales fuera de servicio 36.78

Equipamiento (previabilidad) 30.60Equipamiento (previabilidad) 30.60

Equipamiento ( identificados) 61Equipamiento ( identificados) 61

Nota: las unidades de potencia son MWNota: las unidades de potencia son MW

CURVAS DE RECUPERACIÓN CURVAS DE RECUPERACIÓN DE CAPITALDE CAPITAL

CURVA DE RECUPERACIÓN CURVA DE RECUPERACIÓN DE CAPITALDE CAPITAL

CURVA DE RECUPERACIÓN CURVA DE RECUPERACIÓN DE CAPITALDE CAPITAL

COSTOS DE GENERACION DE COSTOS DE GENERACION DE ENERGÍA HIDROELECTRICAENERGÍA HIDROELECTRICA

LOS COSTOS DE INSTALACION POR KWH LOS COSTOS DE INSTALACION POR KWH SON PARA 50 AÑOS DE VIDA ÚTIL ESTIMADA SON PARA 50 AÑOS DE VIDA ÚTIL ESTIMADA ES DE 2.9 USD .ES DE 2.9 USD .

LOS COSTOS DE INSTALACION POR KWH LOS COSTOS DE INSTALACION POR KWH PARA 20 AÑOS DE VIDA ÚTIL ESTIMADA SON PARA 20 AÑOS DE VIDA ÚTIL ESTIMADA SON DE 3.4 USD.DE 3.4 USD.

LOS COSTOS DE OPERACIÓN Y LOS COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO SON REDUCIDOS PARA MANTENIMIENTO SON REDUCIDOS PARA

UNA PLANTA HIDROELECTRICAUNA PLANTA HIDROELECTRICA..

IMPACTO AMBIENTALIMPACTO AMBIENTAL EL IMPACTO AL AMBIENTE ES REDUCIDO.EL IMPACTO AL AMBIENTE ES REDUCIDO. EL IMPACTO SOCIAL SI ES APRECIABLE SOBRE EL IMPACTO SOCIAL SI ES APRECIABLE SOBRE

TODO CUANDO SE INICIA LA CONSTRUCCION TODO CUANDO SE INICIA LA CONSTRUCCION CAUSANDO INCERTIDUMBRE A LA COMUNIDAD.CAUSANDO INCERTIDUMBRE A LA COMUNIDAD.

GENERACIÓN DE METANO EN BAJA PROPORCIÓN.GENERACIÓN DE METANO EN BAJA PROPORCIÓN. A MEDIANO PLAZO LOS DAÑOS PRODUCIDOS AL A MEDIANO PLAZO LOS DAÑOS PRODUCIDOS AL

AMBIENTE POR LA CONSTRUCCION DE LAS AMBIENTE POR LA CONSTRUCCION DE LAS PRESAS SE RECUPERAN CON EL CRECIMIENTO DE PRESAS SE RECUPERAN CON EL CRECIMIENTO DE FLORA NATURALFLORA NATURAL..

VENTAJAS DE UNA VENTAJAS DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICACENTRAL HIDROELÉCTRICA No requiere combustible.No requiere combustible. No contamina ni el aire ni el agua.No contamina ni el aire ni el agua. Los costos de mantenimiento y de explotación son Los costos de mantenimiento y de explotación son

bajos.bajos. Las obras de ingeniería para aprovechar la energía Las obras de ingeniería para aprovechar la energía

tienen una duración muy larga.tienen una duración muy larga. Se tiene flexibilidad de operación.Se tiene flexibilidad de operación. Tiene bajo mantenimiento.Tiene bajo mantenimiento. Da beneficios adicionales a la comunidad.Da beneficios adicionales a la comunidad.

DESVENTAJAS DE UNA DESVENTAJAS DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICACENTRAL HIDROELÉCTRICA1. Los costos por kW instalado son muy altos.1. Los costos por kW instalado son muy altos.

2. Como las plantas están lejos de los centros 2. Como las plantas están lejos de los centros de consumo las inversiones crecen adicional de consumo las inversiones crecen adicional a la central hidroeléctrica.a la central hidroeléctrica.

3. La construcción lleva más tiempo que una 3. La construcción lleva más tiempo que una central termoeléctrica.central termoeléctrica.

4. La disponibilidad fluctúa durante las 4. La disponibilidad fluctúa durante las diferentes estaciones del año, año con año.diferentes estaciones del año, año con año.