Trbajo de centrales hidroelectricas

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    20-Jul-2015

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CENTRALES HIDROELECTRICAS

Funcionan en base a una cada de agua, proveniente de un ro o de un embalse, que a su vez puede ser alimentado por uno o varios ros. La capacidad generadora es proporcional a la masa y cada de agua. Es decir, entre ms grande es el flujo de agua y la altura desde donde inicia su deslizamiento hacia el cuatro de mquinas, mayor ser la capacidad generadora.

Hoy en da, cuando se da un acelerado agotamiento de los yacimientos petrolferos, y por ende, su encarecimiento, la generacin elctrica por medio del recurso hdrico representa una excelente alternativa para seguir sustentando el desarrollo de pas. La energa elctrica es vital para seguir teniendo opcin de pas.

Los pases que tienen grandes cuerpos de agua o recursos hdricos pueden considerarse muy afortunados. El agua, segn muchos estudiosos, ser el recurso ms valioso a la vuelta de unos aos, tanto para el consumo humano y la produccin agrcola como para la generacin elctrica.

La primera central hidroelctrica de que se tenga noticia fue construida en 1880 en Northtumberland, Gran Bretaa, pas en donde se gestaba el capitalismo moderno, tal y como lo conocemos ahora, aunque con diferente matiz. Se dice que para 1920 ya se produca en el mundo una considerable cantidad de energa a base del agua.

La tecnologa para producir energa no ha variado mucho desde que se inaugur aquella primera central hidroelctrica. Las turbinas generadoras de electricidad no han sufrido gran cambio. Sin embargo, hoy en da el valor del recurso hdrico para la generacin elctrica se ha multiplicado en relacin a esa poca. Se calcula que cada kWh (kilovatio-hora) producido en una central hidroelctrica evita la importacin de 220 gr de petrleo o su equivalente energtico, si se trata de otro combustible fsil. Si juntamos ese dato con el precio del petrleo, que ya supera los 100 Dlares el barril, el ahorro para un pas puede significar su subsistencia.

Importancia mundial de la generacin hidroelctrica

Los especialistas son categricos en afirmar que la energa hidrulica es la nica de las renovables que ha tenido y tiene una importancia destacable en el abastecimiento energtico mundial. Su aportacin tuvo un auge a lo largo de las dcadas de los aos 60, 70 y 80, llegando a alcanzar el 6% del consumo total; sin embargo, en los ltimos aos su relevancia ha disminuido de forma notoria, suponiendo en 1997 nicamente el 2,6%.

En la produccin hidroelctrica intervienen varios factores, entre los que destacan el caudal de los ros y el tipo relieve geogrfico. Como consecuencia lgica, los pases de gran tamao, que cuentan con largos y caudalosos ros, suelen estar entre los principales productores mundiales. Este es el caso de Canad, Estados Unidos, Brasil, China, Rusia e India. Estos pases desarrollados producen un promedio de 234 mil Mtep (Mega toneladas equivalentes de Petrleo) de energa elctrica.

Nicaragua despunt con la generacin hidroelctrica hasta en 1964 cuando con aguas represadas en el lago de Apans se puso a funcionar la primera unidad de 25 Mgv. de la planta Centroamrica, en Jinotega. En 1965, entra en operaciones la segunda unidad, tambin de 25 Mgv. En 1972, con agua del embalse la Virgen, muchos kilmetros abajo, entra en operaciones la planta Santa Brbara, con dos turbinas de 25 Mgv. c/u.

Sin embargo, nuestro pequeo pas, de apenas 130 mil kilmetros cuadrados, es el territorio Centroamericano con ms recursos hdricos disponible para la generacin elctrica. Se dice que su potencial hidroelctrico, entre pequeas y grandes cuencas hidrogrfica, supera los tres mil megavatios, un 500 por ciento superior a su consumo energtico actualNoProyectoUbicacinPotencia

1CopalarRo Grande de MatagalpaPotencia: 280 a 600-650 mw.

2Ro BritoDepto. Rivas260 mw

3Cocal roR. G. Matagalpa, Matpa.108 mw

4KayaskaRo Bocay, Jinotega54 mw

5KuikuinitaRo Prinzapolka, RAAN63 mw

6El BarroRo Viejo, Matagalpa36.5 mw

7El CarmenRo Grande de Matpa.80 mw

8KamanaRo Coco, RAAN114 mw

9Pusi--PusiRo G de M., Matagalpa48 mw

10MasapaRo Tuma, RAAN53 mw

11PintadaRo Coco203 mw

12MojolkaRo Tuma, Matagalpa120 mw

13TumarnRo G. de Matagalpa425 mw

14Y--YRo YY, RAAN27 mw

15PiuelaRo G. de Mat. Matagalpa500 mw

Las inversiones para ejecutar esos proyectos son elevadas para un pas como Nicaragua. Sin embargo, elGobierno de Reconciliacin y Unidad Nacionalbusca las alternativas ms viables y beneficiosas para los intereses de los nicaragenses, de tal forma que en los prximos aos se logre revertir la matriz elctrica, la cual deber pasar a un 80 por ciento de generacin por medios renovables (hidroelctrica, geotermia, elica y biomasa) y 20 por ciento a base de combustibles fsiles.Aprovechando la geografa y riqueza hdrica del departamento de Jinotega, la empresa cuenta con dos plantas: Centro Amrica, en el municipio de Jinotega, y Carlos Fonseca en el valle de Sbaco, cada una con capacidad para generar 50 megavatios de potencia y una generacin bruta anual promedio de 204,000 MWH.

1. Planta Centro AmricaLa planta Centro Amrica inici sus operaciones de prueba en 1964 con la primera unidad de 25 MW. La segunda unidad entr en operaciones de pruebas al siguiente ao, sin embargo, los dos generadores comenzaron a operar comercialmente el 18 de marzo de 1965.La planta cuenta con un embalse de 60 km2 de superficie y una capacidad de almacenamiento de 435 millones de metros cbicos, el embalse de Apans, desde donde el agua se hace llegar por medio de un canal de 4 mil metros de longitud y capacidad de 22 metros cbicos por segundo; seguido de un tnel a presin y una tubera forzada.La planta cuenta con un segundo embalse de 7 km2 de superficie y una capacidad de almacenamiento de 9 millones de metros cbicos, el embalse de Asturias, desde donde se bombea el agua almacenada hacia el embalse de Apans para incrementar la generacin de la planta.La planta Centro Amrica cuenta con dos turbinas tipo Francis que accionan los generadores sincrnicos que inyectan la energa producida a la red nacional.

Embalse de ApansEl lago de Apans est ubicado en el departamento de Jinotega desde donde se alimentan las dos turbinas de 25 MW de la Planta Centro Amrica. Sus aguas son reabastecidas tambin por el embalse Asturias, por medio de una estacin de bombeo.

Embalse de Apans

Embalse de Asturias

Represa Asturias y estacin de bombeo que trasvasa agua hacia embalse Apans

1. Planta Carlos Fonseca

La planta Carlos Fonseca inici sus operaciones comerciales a mediados del ao 1972.La planta cuenta con un embalse de 6 km2 de superficie, el embalse de La Virgen, desde donde el agua se hace llegar por medio de un canal 2,700 metros de longitud en tramos de 1,007m y 1,693m respectivamente, enlazados por medio de un sifn de 186 m y con capacidad de 33 metros cbicos por segundo.La planta Carlos Fonseca cuenta con dos turbinas tipo Francis, de 25 MW de capacidad cada una que accionan los generadores sincrnicos que inyectan la energa producida a la red nacional. Embalse La VirgenLa represa del embalse La Virgen est sobre la cuenca hdrica Tuma-Ro Viejo, en el departamento de Matagalpa. Con una superficie de seis kilmetros cuadrados, este embalse recoge las aguas vertidas desde La Planta Centro Amrica que son conducidas hasta las instalaciones de la planta en donde se encuentran dos turbinas tipo Francis.

Proyectos Hidroelctricos en ejecucin.Actualmente se construye, aguas abajo de Planta Centro Amrica, el proyecto Larreynaga que contar con dos unidades generadoras de 8.5 MW c/u y el cual tendr una generacin anual estimada en 71,000 MWh; su costo de inversin es de U$ 67,000,000.00.

En planta Centro Amrica se construye una derivacin (By Pass), el cual ser capaz de derivar desde el embalse Apans hacia el embalse de Larreynaga un caudal de 11 metros cbicos por segundo que permitir mantener la produccin en planta Larreynaga bajo condiciones restrictivas en planta Centro Amrica.Este ao 2012 tambin iniciar el proyecto de modernizacin las de plantas Carlos Fonseca y Centro Amrica y sus obras anexas tales como, turbinas, generadores, subestaciones elctricas, Estacin de Bombeo Asturias, Obra de Toma, Cmara de Vlvulas, Vertedero (compuertas) y equipos auxiliares, lo que permitir la extensin de su vida til y una mayor disponibilidad de las unidades generadoras a un costo de U$ 67,000,000.00.

Plantas generadoras GeotrmicaEl Plan Maestro Geotrmico de Nicaragua identifica diez reas de inters geotrmico, ubicadas a lo largo de la cordillera volcnica del Pacfico. Las zonas de inters geotrmico evaluadas son las siguientes: Volcn Cosiguina, Volcn Casita-San Cristbal, Volcn Telica-El ajo, San Jacinto-Tizate, El Hoyo-Monte Galn, Volcn Momotombo, Managua-Chiltepe, Tipitapa, Masaya-Granada-Nandaime y la Isla de Ometepe.Actualmente existen dos campos geotrmicos en explotacin: Momotombo y San Jacinto Tizate. Los campos geotrmicos El Hoyo-Monte Galn, Managua-Chiltepe y Volcn Casita-San Cristbal se han entregado en concesin a empresas privadas para que realicen las investigaciones de exploracin geocientficas. Los campos Volcn Cosiguina, Telica-El Najo, Tipitapa, Masaya-Granada-Nandaime e Isla de Ometepe, no han sido concesionados para ser investigados.

Campos Geotrmicos en ExplotacinMomotombo:

El campo geotrmico Momotombo, est ubicado en el extremo Sur Este de la Cordillera de los Maribios, a unos 40 km al Noroeste de la ciudad de Managua, a orillas del Lago de Managua y en la ladera meridional del Volcn Momotombo..El campo Momotombo es el rea geotrmica ms estudiada de Nicaragua, tiene un rea de explotacin de dos kilmetros cuadrados y la primera investigacin se realiz en 1966; en 1974 se perfor el primer pozo exploratorio profundo..En 1983 entr en operacin la primera unidad de generacin de 35 Mw; en 1989 fue instalada una segunda unidad de 35 Mw, completando as la capacidad de la Planta Momotombo en 70 Mw..En 1999, ENEL firm un Contrato de Asociacin en Participacin con la empresa ORMAT con una duracin de quince aos que finalizar en Junio 2014. Actualmente ORMAT es quien administra y opera la planta Momotombo. Durante el ao 2003 ORMAT instal y puso en operacin una Planta de Ciclo Binario con una capacidad de 7 Mw.En junio 2013, la capacidad bruta de la planta Momotombo es de 25.00 Mw incluida la planta de Ciclo Binario.San Jacinto - Tizate:

Este campo Geotrmico, est ubicado en la Cordillera de los Maribios, aproximadamente a 75 Km. al Noreste de la ciudad de Managua, 10 Km. al Noreste de Telica y 20 Km. al Noreste de la ciudad de Len.Durante los aos 1992-1995 la empresa INTERGEOTERM, S.A. realiz investigaciones exploratorias y perforaciones profundas en un rea de concesin geotrmica con una superficie de 90 km2 alrededor de la zona de San Jacinto - Tizate.Actualmente la empresa Polaris Energy de Nicaragua es quien tiene la Concesin de Explotacin del campo con una duracin de veinticinco aos. Desde el ao 2005 se comenz a explotar geotrmicamente el campo, operando con dos turbinas a boca de pozo con capacidad de 10 Mw las que fueron integradas al Sistema Interconectado Nacional, SIN.En el 2013 se concluyo la Segunda Fase de expansin de la planta geotrmica San Jacinto Tizate,siendo la capacidad instalada de 72 MWy est produciendo 60 Mw.Campos Geotrmicos en ExploracinEl Hoyo - Monte Galn:

Este campo ha sido objeto de repetidos estudios de exploracin de tipo geolgico/vulcanolgico, hidrolgico, geoqumico, geofsico e inclusive ha sido estudiado por medio de pozos someros de gradiente trmico. Los resultados de todos estos estudios definen una situacin muy prometedora para el desarrollo geotrmico del rea.Por medio de una Licitacin Pblica Internacional la empresa GEONICA obtuvo la concesin de exploracin geotrmica. Las investigaciones de exploracin profunda se iniciaron en el ao 2009 y, se perforaron dos pozos de dimetro comercial. Los datos obtenidos hasta ahora revelan que existe un recurso geotrmico muy interesante y los esfuerzos de GEONICA se concentran en localizarlo y cuantificarlo.

Volcn Casita - Volcn San Cristbal:

En este campo geotrmico actualmente se encuentra en proceso la Etapa de Estudios de Factibilidad; en el ao 2009 el Ministerio de Energa y Minas (MEM) oficializ el contrato de exploracin al consorcio privado Cerro Colorado Power.Las primeras pruebas que se realizaron en esta zona donde est ubicado el proyecto Casita-San Cristbal, indicaron que existe vapor de buena calidad para la produccin energtica con una planta geotrmica.A inicios del 2012 se perfor el primer pozo de dimetro reducido, a 1,200 metros de profundidad, el cual est produciendo vapor con temperaturas de 160 grados centgrados, y presin suficiente que da "buenos indicios" de que en la zona existe un reservorio con potencial explotable con fines comerciales.Managua - Chiltepe:

Las investigaciones geotrmicas efectuadas hasta la fecha han sido esencialmente de tipo geo cientfico, sin embargo la presencia de manifestaciones termales y el conocimiento de las condiciones geolgicas y geofsicas locales, particularmente en la Pennsula de Chiltepe, permiten definir un cuadro suficientemente atractivo para continuar con estudios adicionales que contribuyan al proceso de exploracin y desarrollo.Durante el perodo 2007-2010 la empresa GEONICA obtuvo la concesin de exploracin geotrmica y perforaron un pozo de pequeo dimetro.Actualmente la empresa ALBANISA tiene la concesin del proyecto Managua-Chiltepe para realizar nuevos estudios de exploracin en esta zona.Campos Geotrmicos no concesionadosVolcn Cosigina:

Se encuentra en la etapa de prefactibilidad, por lo que se requiere profundizar las investigaciones de exploracin que incluyen la geologa, geofsica y la geoqumica.Durante el ao 2012 se planific una campaa de muestreo geoqumico en la zona por el personal de la gerencia geotrmica de ENEL. Los objetivos de esta campaa consisten en: identificar y analizar el tipo de fuente: ro, manantiales, pozos ; datos meteorolgicos; altitud; presin atmosfrica; Coordenadas UTM., que servirn de insumos para tener mayor informacin sobre la zona en estudio.Telica - El ajo:

Incluye la mayor parte del complejo volcnico de Telica, el cual representa una importante fuente potencial de calor magmtico; En la vecindad de El ajo y El Carol, existen suficientes indicios de manifestacin termal y suficientes datos como para inferir la presencia de un sistema hidrotermal potencialmente explotable.Se encuentra en la etapa de Pre factibilidad de las investigaciones y actualmente est sin concesionar.

Tipitapa:A pesar de la limitada extensin de las investigaciones realizadas a la fecha, ya que se encuentra en la etapa de prefactibilidad, hay razones para considerar que el rea tiene potencial para el descubrimiento de un recurso comercial; se considera que pueden llevarse a cabo en:Aplicaciones uso directo del agua de baja temperatura, 100 CDesarrollo en pequea escala para la generacin elctrica, utilizando tecnologa binaria o de vapor, abastecida con fluidos de temperatura moderada.Masaya - Granada - Nandaime:Esta regin es muy grande y comprende tres importantes centros volcnicos, cada uno de los cuales presenta indicios de actividad geotrmica. Por ser bastante extensa se ha subdividido en tres sub reas:1. rea Caldera de Masaya2. rea Caldera de Apoyo3. rea Volcn MombachoEn el ao 2009 el MEM, adjudico la Concesin de Exploracin Geotrmica a las empresas canadienses Magma Energy y Polaris Geothermal para que realizaran investigaciones geocientficas, desafortunadamente en el 2010 estas empresas se retiraron por decisiones propias.

TrmicasPLANTA MANAGUA

CENTRAL TERMOELCTRICA.

.La central termoelctrica Managua est localizada en la regin Norte de la ciudad de Managua, a orillas del Lago Xolotln (Lago de Managua) en la carretera Norte.

Est Constituida por tres unidades generadoras:

Una unidad termoelctrica de 45 MW (Unidad III) accionada mediante una turbina de vapor e inici su operacin comercial a finales del 1971.

Dos unidades accionadas con motores de Combustin Interna instaladas en 1995 y 1998 respectivamente y de una capacidad nominal de 6.25 MW cada una. (Unidades IV y V ), para una capacidad nominal total de planta de 57.5 MW

Las tres unidades emplean bunker como combustible principal.DESCRIPCIN GENERAL DE LA UNIDAD III.

Despus de ms de veinte aos de servicio, fue rehabilitada en 1994 en sus partes ms desgastadas y modernizando su sistema de medicin y quemadores, recuperando la eficiencia y confiabilidad.

La Turbina, con capacidad para 45,000 KW continuos, fabricada e instalada por Franco Tosi SpA bajo licencia de Westhinhouse; como parte del proyecto de rehabilitacin se le hizo una reparacin mayor La Unidad No. 3 de Planta Managua, inici su operacin comercial a finales del 1971.Los equipos principales de la central consisten en una caldera, turbina, generador y equipos auxiliares; en el ao de 1994 se le aument una torre de enfriamiento para sustituir el agua del lago de Managua como fuente de enfriamiento, que vino a aumentar su confiabilidad.La caldera tiene capacidad de produccin de 196 toneladas de vapor por hora a 92 kg/cm y 515 C, fue construida por la compaa Italiana Franco Tosi SpA bajo licencia de Combustion Engineering.consistente en cambio de paletas gastadas, rehabilitacin de cojinetes e instalacin de instrumentos de supervisin modernos que garantizan su comportamiento y durabilidad.

Los equipos auxiliares fueron rehabilitados en su totalidad y algunos como las bombas de condensado, combustible, etc., se cambiaron por nuevos.El generador elctrico es de la marca Ansaldo San Georgio, enfriado por hidrgeno, lo que aumenta su eficiencia y durabilidad, tiene una capacidad de 55,200 KVA, 13.8KV / 60Hz con una presin de hidrgeno de 2.1 kg/cm.

GRUPOS ELECTROGENOS WARTSILA U No 4. y No.5

Generalidades:Cada grupo generador consiste en un motor Diesel marca Warsila modelo VASA 18V32 y un generador trifsico marca ABB Industry modelo ASA 900XU10, rgidamente montados sobre una armazn de base comn.Los motores diesel son de cuatro tiempos turboalimentado con enfriador intermedio; estn diseados para un servicio contino con combustible pesado, y puede arrancar y detener con fuel oil pesado (Bunker C).El generador sincrnico es enfriado por aire, con una potencia nominal de 8,033 KVA/13,800 V /60 Hz.PLANTA ELCTRICA LAS BRISASPlanta Elctrica Las Brisas est compuesta por dos unidades de generacin de energa elctrica bajo el principio de turbinas a gas.

Inici operacin comercial en enero de 1993 con la unidad No. 1 de 25 MW e increment su capacidad en marzo de 1998 con la unidad No. 2 de 40 MW.

La Unidad No. 1 es una turbina a gas marca Pratt and Whitney modelo FT 4C-3F de 25MW de capacidad nominal. La Unidad No. 2 es una turbina a gas marca General Electric modelo LM6000-PA de 40MW de capacidad nominal. Lo que hace una capacidad instalada nominal total de 65MW.La capacidad instalada representa una reserva y soporte para la seguridad operativa del Sistema Elctrico Interconectado Nacional.II. UBICACINBarrio Los Martnez al Oeste de de la ciudad de Managua.III. PROCESO DE PRODUCCION

El proceso de produccin se inicia con el descargue de combustible Diesel, hacia el tanque principal de almacenamiento que tiene una capacidad mxima para 280,000 galones.REDUCCIN DE LA GENERACIN CON PLANTAS DIESELCon la ejecucin de estos proyectos la generacin de energa elctrica con plantas diesel en la RAAN y RAAS ha sido reducida de 24 a solo 7 sitios en el perodo 2007-2011 y a solo 3 sitios en 2013, lo que ha eliminado la compra de 150,212 galones de diesel por ao.