DEPARTAMENTO DE ELCTRICA Y ELECTRNICACARRERA DE INGENIERIA
ELECTROMECNICA
PROYECTO DE CENTRALES DE GENERACION
TEMA: DIMENSIONAMIENTO DE LOS REQUERIMIENTOS DE CENTRALES
HIDROELCTRICAS O TRMICAS EN EL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO EN
ECUADOR PARA SATISFACER LA DEMANDA PROYECTADA A DIEZ AOS.
AUTOR: SANAGUANO JIMNEZ EDISON FABRICIO
DIRECTOR: ING. PABLO MENA
LATACUNGA
ii
2015NDICE DE CONTENIDONDICE DE CONTENIDOiNDICE DE FIGURASviNDICE
DE TABLASviiRESUMENiABSTRACTiiINTRODUCCINiii1.TITULO DEL
PROYECTOiii2.DEFINICIN Y JUSTIFICACIN DEL PROBLEMAiii2.1.Definicin
del problemaiii2.2.Justificacin del problemaiv3.OBJETO DE
ESTUDIOiv4.CAMPO DE ESTUDIOiv4.1.Lnea de investigaciniv4.2.Sub lnea
de investigaciniv5.OBJETIVOSv5.1.Objetivo generalv5.2.Objetivos
especficosv6.HIPTESISv7.METODOLOGAv8.ALCANCEvCAPITULO I11.MARCO
TERICO11.1.Historia del arte11.2.Tipos de centrales de generacin
elctrica en ecuador21.3.Central elctrica21.4.Clasificacin de las
centrales elctricas21.5.Clasificacin de las centrales de acuerdo a
su funcin21.5.1.Central de punta31.5.2.Central principal o de
base31.5.3.Centrales de reserva y de socorro31.6.Clasificacin de
acuerdo al tipo de conversin de energa41.7.Centrales
trmicas51.7.1.Clasificacin de las centrales trmicas51.7.1.1.Central
a vapor51.7.1.1.1.Caractersticas generales de la central a
vapor51.7.1.2.Central a gas61.7.1.2.1.Caractersticas generales de
la central a gas61.7.1.2.2.Ciclo de la central a
gas81.7.1.3.Central a diesel81.7.2.Centrales trmicas de nuestro
pas91.7.2.1.Centrales generadoras pertenecientes a
INECEL101.7.2.2.Centrales pertenecientes a empresas elctricas
particulares pblicas101.7.2.3.Centrales generadoras
privadas121.8.Centrales hidroelctricas131.8.1.Clasificacin de las
centrales hidroelctricas141.8.1.1.Central de caudal
libre141.8.1.2.Central con embalse141.8.1.3.Central con embalse y
bombeo141.8.2.Disposicin general de la central
hidroelctrica141.8.3.Aprovechamiento de un recurso
hidroelctrico161.8.4.Centrales hidroelctricas de nuestro
pas171.9.Estudio de demanda del pas201.9.1.Generacin e
importacin201.9.1.1.Potencia total201.9.1.1.1.Potencia en centrales
de generacin nacionales211.9.1.1.2.Potencia de las
Interconexiones221.9.2.Estructura y evolucin del sector
elctrico231.10.Costo hidroelectricidad24CAPITULO II262.ESTUDIO,
ANLISIS Y DISEO262.1.Demanda de potencia262.2.Calculo de demanda de
potencia y energa proyectada a diez aos272.2.1.Demanda en
potencia272.2.2.Demanda en energa282.3.Localizacin
estratgica292.3.1.Estudio hidrogrfico para localizacin de central
hidroelctrica302.3.2.Ubicacin de los proyectos
hidroelctricos302.3.3.Hidrologa312.3.3.1.Metodologa312.3.3.2.Curvas
de duracin de caudales322.3.3.3.Caracterizacin morfo mtrica de la
cuenca322.3.3.4.Caudal requerido322.3.3.5.Altura requerida
(Neta)322.4.Propuesta de cobertura de demanda322.4.1.Alcance del
anlisis hidrolgico332.5.Central Hidroelctrica
Catamayo332.5.1.Ubicacin de la central332.5.2.Estudio
hidrogrfico332.5.3.Calculo de potencia de central342.6.Central
Hidroelctrica Alamor342.6.1.Ubicacin de la central342.6.2.Estudio
hidrogrfico352.6.3.Calculo de potencia de central352.7.Central
Hidroelctrica Quiroz362.7.1.Ubicacin de la central362.7.2.Estudio
hidrogrfico362.7.3.Calculo de potencia de central372.8.Central
Hidroelctrica Macar382.8.1.Ubicacin de la central382.8.2.Estudio
hidrogrfico382.8.3.Calculo de potencia de central382.9.Central
Hidroelctrica Gabyedd392.9.1.Ubicacin de la central392.9.2.Estudio
hidrogrfico402.9.3.Calculo de potencia de central402.10.Central
Hidroelctrica Fabliz412.10.1.Ubicacin de la central412.10.2.Estudio
hidrogrfico412.10.3.Calculo de potencia de central412.11.Central
trmica Jimbalse422.12.Primera propuesta planteada432.13.Segunda
propuesta planteada432.14.Tercera propuesta planteada44CAPITULO
III453.Propuesta final453.1.Anlisis de propuesta a
utilizar453.2.Ubicacin de las centrales seleccionadas45CAPITULO
IV474.CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES474.1.Conclusiones474.2.Recomendaciones475.BIBLIOGRAFIA49
NDICE DE FIGURASFigura 1 Esquema sencillo de una central a
vapor6Figura 2 Esquema sencillo de una central a gas7Figura 3 Ciclo
de la central a gas8Figura 4 Diagrama de central a diesel9Figura 5
Esquema de los elementos de una central hidroelctrica15Figura 6
Evolucin Decenal De Clientes Por Grupo De Consumo23Figura 7
Participacin Del Consumo Aos 2003 Y 201424Figura 8 Costo de
inversin para plantas hidroelectricas25Figura 9 Demanda mxima de
potencia en bornes de generacin (MW)26Figura 10 ndice de
crecimiento de potencia y energa27Figura 11 Mapa de potencia mxima
coincidente por rea de concesin 202329Figura 12 Provincia de
Loja31Figura 13 Respaldo dato estadstico40Figura 14 Respaldo dato
estadstico41Figura 15 Lnea de Poliducto42Figura 16 Ubicacin de
centrales a utilizar46
NDICE DE TABLASTabla 1 Centrales Generadoras Pertenecientes A
INECEL10Tabla 2 Centrales generadoras pertenecientes empresas
elctricas particulares11Tabla 3 Potencia nominal y efectiva de las
centrales de generacin nacionales21Tabla 4 Variacin de potencia
nominal y efectiva centrales de generacin22Tabla 5 Potencia nominal
y efectiva de las interconexiones22Tabla 6 Estudio Hidrolgico de
rio Catamayo33Tabla 7 Estudio Hidrolgico de rio Jubones35Tabla 8
Estudio Hidrolgico de rio Chinchipe36Tabla 9 Estudio Hidrolgico de
rio Jubones38Tabla 10 Anlisis de costos45
RESUMENEl presente trabajo de investigacin sobre el
requerimiento de centrales hidroelctricas o trmicas en el sistema
nacional interconectado para satisfacer la demanda proyectada a 10
aos. En el Captulo I se hace una breve descripcin de 1as diferentes
centrales elctricas existentes en Ecuador, tomando como principales
las centrales trmicas e hidroelctricas con sus principales
caractersticas, tanto en aspectos de diseo como en aspectos de
generacin. En el Captulo II se presenta los aspectos principales
que se debe tomar en cuenta para el diseo de una central
hidroelctrica, tomando como puntos principales la potencia y
energa, condiciones de emplazamiento y fuerza motriz potencial. En
el Captulo III se estudia a fondo la demanda de potencia de
Ecuador; tomando en cuenta la produccin de potencia del pas, tanto
en generacin local como en interconexiones adems la futura demanda
planteada a diez aos. En el Captulo IV se abarcar el estudio
hidrogrfico para as poder determinar la correcta ubicacin de la
central adems de obtener los diferentes caudales que ayudaran a un
futuro al diseo de la misma. PALABRAS CLAVE ESTUDIO DE DEMANDA
ESTUDIO HIDROGRFICO TIPOS DE CENTRALES ASPECTOS DE DISEO
ABSTRACTThe present research on the requirement of hydroelectric
and thermal power plants in the national grid to meet projected
demand for 10 years. In chapter i 1as a brief description of
different power plants existing in Ecuador is taking as main
thermal and hydro power plants with their main characteristics in
both design aspects and aspects of generation. In chapter ii the
main aspects to be taken into account in the design of a
hydroelectric plant, on the main points the power and energy, site
conditions and potential driving force is presented. In chapter iii
we study thoroughly the power demand of Ecuador; taking into
account the power output of the country, both local generation and
future demand interconnections also raised to ten years. In chapter
iv the hydrographic survey in order to determine the correct
location of the center plus get different flows that will help
future design of it will be covered.
KEYWORDS STUDY OF DEMAND HYDROGRAPHIC SURVEY TYPES OF CENTRAL
ELEMENTS OF DESIGN
INTRODUCCINA raz de la investigacin de demanda mxima del pas se
pretende establecer los parmetros de diseo de una central elctrica
para as poder satisfacer la demanda a 10 aos futuros; es decir
integrar para el ao 2025. Esto ha hecho posible que se busquen
recursos naturales hdricos para la solucin para la solucin de este
problema y sobretodo se cuide nuestro medio ambiente con la creacin
de energas limpias. El presente documento detalla el diseo de una
central hidroelctrica. Para determinar la factibilidad del proyecto
se realiza el diseo hidrulico, encontrando la altura neta, caudal
de diseo, potencia y rendimiento. Con estos resultados se realiza
un anlisis verificativo de la turbina y generador disponibles, los
cuales cumplan con los requerimientos del proyecto.1. TITULO DEL
PROYECTODimensionamiento de los requerimientos de centrales
hidroelctricas o trmicas en el sistema nacional interconectado en
Ecuador para satisfacer la demanda proyectada a diez aos.2.
DEFINICIN Y JUSTIFICACIN DEL PROBLEMA2.1. Definicin del problema El
diseo de una central elctrica en Ecuador, para cubrir una futura
demanda de aproximadamente 1200 MW, basndonos en el plan maestro de
electrificacin y en datos estadsticos del CENACE. 2.2. Justificacin
del problemaEl diseo de la central hidroelctrica se ve justificado
por la gran demanda de energa que existir en el pas en un lapso de
10 aos, prueba de ello es que en algunos sectores rurales an no se
dispone de energa.El diseo del siguiente proyecto nos permitir
poner en prctica nuestro nivel acadmico y al mismo tiempo
consolidar nuestros conocimientos en el campo practico.3. OBJETO DE
ESTUDIOCon una malla curricular competitiva ya impartida ser
suficiente para que nuestro proyecto se lleve a cabo con los
requerimientos de una central hidroelctrica y con esto incrementar
nuestra preparacin universitaria, adems de darnos una idea clara
que la factibilidad de esta central para solucionar la demanda
mxima que existir en el pas.4. CAMPO DE ESTUDIO4.1. Lnea de
investigacinCambio de la matriz productiva4.2. Sub lnea de
investigacinCentrales elctricas5. OBJETIVOS5.1. Objetivo general
Determinar los requerimientos una central de generacin elctrica
para as ayudar al sistema nacional interconectado en un lapso de
diez aos a satisfacer la demanda.5.2. Objetivos especficos Realizar
la investigacin actual y futura de demanda de potencia de Ecuador.
Realizar la investigacin sobre los diferentes factores a tomar en
cuenta en el diseo de una central. Determinar los requerimientos
con los clculos respectivos.6. HIPTESISEs posible que mediante
centrales hidrulicas o trmicas se pueda cubrir la demanda con
horizonte a diez aos.7. METODOLOGAEste trabajo est realizado en
base a investigacin bibliogrfica y como mtodo de investigacin el
deductivo.8. ALCANCESe pretende finiquitar tanto el
dimensionamiento de los requerimientos para satisfacer la futura
demanda en el SIN, realizando la valorizacin respectiva; as como la
ubicacin de las centrales necesarias para cubrir la misma. CAPITULO
I1. MARCO TERICO1.1. Historia del arteLa energa hidrulica se basa
en aprovechar la cada del agua desde cierta altura. La energa
potencial, durante la cada, se convierte en cintica. El agua pasa
por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de
rotacin que finalmente, se transforma en energa elctrica por medio
de los generadores. Todo ello implica la inversin de grandes sumas
de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el
carbn o el petrleo son baratos. Sin embargo, el peso de las
consideraciones medioambientales y el bajo mantenimiento que
precisan una vez estn en funcionamiento centran la atencin en esta
fuente de energa.La primera central hidroelctrica se construy en
1880 en Northumberland, Gran Bretaa. El principal impulso de la
energa hidrulica se produjo por el desarrollo del generador
elctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidrulica y
debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del
siglo XX.A principios de la dcada de los noventa, las primeras
potencias productoras de energa hidroelctrica eran Canad y Estados
Unidos (Alfonzo).El primer proyecto que construyo INECEL fue
Pisayambo, entro en operacin en el ao 1978, se encuentra ubicado en
la provincia de Tungurahua, en las riberas de los ros Pisayambo,
Quillopaccha, Agualongopungo, Talatag y El Golpe cuyas aguas se
represan en la laguna de Pisayambo la misma que se ha convertido en
un embalse natural de regulacin multiestacional (ESPOL).1.2. Tipos
de centrales de generacin elctrica en ecuador1.3. Central
elctricaUna central elctrica se la define como el conjunto de
Generadores Elctricos, los Sistemas Auxiliares, 1os Sistemas de
Comando, 1os Sistemas de Control, 1os Sistemas de Proteccin, que en
conjunto sirven para producir energa elctrica. Una central elctrica
se la debe instalar en el lugar ms conveniente, as una central
Trmica se la instala considerando la localizacin de la carga, las
facilidades para el transporte de combustible y la facilidad para
obtener el agua de circulacin. Las centrales Hidroelctricas se las
debe instalar en el lugar donde se tiene el recurso hidroelctrico.
(ESPOL)1.4. Clasificacin de las centrales elctricas Las centrales
elctricas se clasifican de acuerdo a lo siguiente: Funcin de su
sistema elctrico Tipo de conversin de energa. 1.5. Clasificacin de
las centrales de acuerdo a su funcin Para obtener las variaciones
de la carga de una central se dibuja 1os grficos de carga en la
cual todos 1os das se determinan la carga de la central en
intervalos de una hora y se presentan 1os resultados en un sistema
de coordenadas, en el cual se aprecia las oscilaciones de la carga
durante un periodo de 24 horas. Las centrales elctricas de acuerdo
a su funcin en el sistema elctrico pueden ser: Central de Punta
Central de Base Central de Reserva y de Socorro 1.5.1. Central de
punta La central de Punta suministra energa adicional a1 sistema y
se encuentra en la misma central, son de pequea capacidad y alto
costo de operacin. En una central de comente continua se emplea una
batera de acumuladores o un generador de menor potencia para
satisfacer demandas pequeas. La central de corriente alterna cubre
las puntas de demanda con generadores de corriente alterna. Estas
centrales deben trabajar en paralelo con las centrales principales,
dentro de este tipo tenemos las centrales a Gas.1.5.2. Central
principal o de base Este tipo de centrales son las que trabajan
muchas horas ao con factor de carga elevado, las cuales son de
consumo reducido de combustible o de agua, y su inversin es alta,
son de gran capacidad. Estas centrales pueden ser hidroelctricas y
trmicas. (Alfonzo)1.5.3. Centrales de reserva y de socorro Este
tipo de central tiene por objeto sustituir parcial o totalmente a
las hidrulicas en caso de escasez de agua o de avera de algn
elemento importante del sistema elctrico. Las centrales de reserva
son a Vapor y algunas de poca potencia a Diesel.Las centrales de
socorro son esenciales para una rpida puesta en marcha del sistema.
Las fluctuaciones de carga diaria, que se encuentran entre la carga
base y de punta, son suplidas ya sea por centrales hidroelctricas o
trmicas.1.6. Clasificacin de acuerdo al tipo de conversin de energa
Vamos a hacer primeramente una distincin entre 1os tipos de energa
a partir de 1os cuales se obtiene energa elctrica: energa primaria
y energa secundaria. La energa primaria se la encuentra
directamente en la naturaleza, as tenemos energa hidrulica, solar,
elica, nuclear, y la energa obtenida de 1os combustibles fsiles en
sus diferentes estados como son: solido (carbn), liquido (petrleo)
y gaseoso (gas natural). La energa secundaria es la que se obtiene
a travs de transformaciones hechas por el hombre, como por ejemplo
1os derivados del petrleo como el diesel el bunker.Una vez hecha
esta diferenciacin, tenemos que las centrales elctricas de acuerdo
a1 tipo de conversin de energa se clasifican en centrales
convencionales y centrales no convencionales. Entre las centrales
convencionales tenemos las hidroelctricas y las trmicas y dentro de
las centrales no convencionales podemos mencionar a la solar, elica
y mareomotrices.
1.7. Centrales trmicasLas centrales trmicas en nuestro medio se
las utiliza generalmente para satisfacer la demanda pico, pero en
sistemas pequeos o en poca de estiaje cuando la central
Hidroelctrica Paute se encuentra generando a1 mnimo de su
capacidad, este tipo de centrales ayudan en la demanda base, lo
cual implica el funcionamiento continuo de las unidades por largos
periodos, siendo esta una caracterstica muy importante que viene
dada por la calidad de equipos y el buen manejos de ellos.Esto dar
calidad y confiabilidad de servicio, si fuera lo contrario
significara prdidas econmicas no solo por la prdida o reposicin de
equipos, sino la prdida de generacin en un periodo. 1.7.1.
Clasificacin de las centrales trmicas Las centrales trmicas se
pueden clasificar en: central a Vapor, central a Gas, central a
Diesel, central de Vapor y Gas, central Nuclear y central
Geotrmica.A continuacin vamos a explicar las caractersticas ms
importantes de las centrales a Gas, Vapor, Diesel, Vapor y Gas, y
de manera breve a las dems.1.7.1.1. Central a vapor 1.7.1.1.1.
Caractersticas generales de la central a vapor La central a Vapor
se utiliza en gran parte del mundo, pero en menor proporcin en
aquellos pases donde la disponibilidad de recursos hdricos es
bastante grande y es aprovechada de la manera ms conveniente. En el
Ecuador, la central Gonzalo Zevallos y la central Esmeraldas, por
ejemplo, son centrales a Vapor. El siguiente esquema muestra de
manera sencilla el ciclo de la central a vapor:
Figura 1 Esquema sencillo de una central a vaporPodemos observar
que a partir de la fuente trmica, constituida por el combustible y
una vez que este se combustione, se obtiene calor que al ponerse en
contacto con el agua de la caldera se obtiene energa trmica
contenida en el vapor. Este vapor va a las toberas de la turbina
transformado la energa trmica en energa cintica.Luego, estos
chorros de vapor golpean 1os alabes de la turbina, convirtindose la
energa cintica en mecnica. Finalmente, por medio del generador
elctrico, la energa mecnica se convierte en energa
elctrica.1.7.1.2. Central a gas 1.7.1.2.1. Caractersticas generales
de la central a gasLa central a Gas tiene costos de construccin
bajos, pero sus costos de operacin y mantenimiento son altos, y
debido a su corto periodo de entrada en servicio (aproximadamente
de 5 a 10 minutos) son muy apropiadas para abastecer demandas pico
del sistema (entre las 18h30 y 21h00).
A continuacin se muestra un esquema de la central a gas.
Figura 2 Esquema sencillo de una central a gasEn la central a
Gas se aspira y comprime aire en un compresor. El aire es el fluido
de trabajo de una turbina de gas, se aspira y se maneja cinco veces
ms aire del necesario para la combustin, lo que da un 80% de aire
en 1os gases de escape. Las altas temperaturas de estos gases de
salida son causa de las importantes prdidas del ciclo.El aire
comprimido va a la chara de combustin donde el combustible es la
fuente trmica que a1 combustionares se obtiene gases que contienen
energa trmica, que a1 pasar a las toberas de la turbina a alta
velocidad se transforma en energa cintica. Esta energa cintica se
transforma en energa mecnica a1 incidir 1os chorros de gases sobre
1os alabes de la turbina, finalmente la energa mecnica se
transforma en elctrica por medio del generador elctrico. Dentro de
este tipo de central tenemos la central a Gas Santa Rosa y Dr.
Enrique Garca Rodrguez.1.7.1.2.2. Ciclo de la central a gasEl
siguiente grafico muestra el ciclo correspondiente a1 de la central
a gas.
Figura 3 Ciclo de la central a gasDnde: Q1= Calor que entrega el
combustible Q2= Parte del calor que se enva a1 exterior por medio
de 1os gases en el punto cuatro. De los puntos uno a cuatro hay un
ciclo abierto. En el punto cuatro se pierden calor.1.7.1.3. Central
a diesel
La central a Diesel est constituida por un motor de combustin
interna que utiliza como fuente el combustible que es el diesel,
este motor es de combustin interna a dos tiempos (aspiracin-
compresin, combustin-escape. para poder producir la energa elctrica
requerida. A continuacin se muestra el siguiente diagrama de este
tipo de central:
Figura 4 Diagrama de central a dieselEl motor a diesel est
constituido bsicamente por la tobera, el cilindro, el pistn y 1os
conductos de entrada de aire y salida de gases. El combustible se
lo suministra a travs de la tobera a alta velocidad y se dirige a1
cilindro, donde el aire es comprimido, producindose la combustin de
la mezcla del aire con el combustible, expandindose 1os gases de la
combustin.Luego de esto, se cornerina el sire por medio del pistn
de manera que 1os gases una vez que se expanden van a empuja a1
pistn hacia abajo. Los conductos sirven para la entrada del aire de
barrido y de aire fresco para realizar un nuevo ciclo en el motor a
diesel y tambin sirven para expulsar 1os gases de la combustin
hacia el exterior.En este tipo de central tenemos por ejemplo la
central de combustin interna Guangopolo.1.7.2. Centrales trmicas de
nuestro pas A continuacin vernos a mencionar algunas de las
centrales trmicas que se encuentran funcionando en nuestro pas,
nombrando brevemente algunas caractersticas importantes de cada una
de ellas.
1.7.2.1. Centrales generadoras pertenecientes a INECEL
Tabla 1 Centrales Generadoras Pertenecientes A
INECELNOMBRETIPOUNID.POTENCIA IPOTENCIA EAO
Dr. Enrique RodrguezG -D1102921997
Gonzalo ZevallosG - D130.9201976
V - B17362.51978
V - B173731980
GuangopoloD - B6X5.231.229.41977
EsmeraldasV - B1x132.5132.51251982
Santa RosaG - D3x17.1 51.3451981
TrinitariaV - B1x1331331281997
Fuente 1 Autor1.7.2.2. Centrales pertenecientes a empresas
elctricas particulares pblicas
Tabla 2 Centrales generadoras pertenecientes empresas elctricas
particularesNOMBRETIPOUNIDADESP. INSTP. EFECAO
Ambato S.AEl Batan D - D35.201996
Lligua D - D2x2.5541976
BolvarGuaranda D-D1x1.581.5811975
Regional Centro-SurMonay D - D3x1.5+3.2.411.586.91971
El descanso D-D4x4.819.2161996
El Oro S.AMachala D - D3x3941976
El Cambio D-D3x51501978
Esmeraldas S.ALa Propicia D-B2x4871980
La Propicia D-D23.11.11979
Manab S.AMiraflores D-D10x2.525201973
Miraflores D-B2x6+1x3.415.45.51973
Milagro C.AMilagro D-D6x2.51541972
Regional NorteSan Fran. D-D12.51.51981
Elctrica Quito S.AG.Hernn. D-B6x5.7234.322.91980
Luluncoto D-D3x3.039.18.11974
Riobamba S.ARiobamba D-D1x2.5+13.12.41984
Santa Elena S.ALibertad D-D510.831967
Libertad D-B283.31981
Playas D-D21.811975
Posorja D-D12.821976
Sto. DomingoS.AToachi D-D2521975
Sucumbos S.AJuvino D-D4109.71990
Lago Agrio D-D25.35.3-
Payamino(Coca.55.42.6-
Regional Sur S.ACatamayo91911.31976
Fuente 2 Autor1.7.2.3. Centrales generadoras privadas A
continuacin vamos a nombrar las centrales trmicas privadas en
funcionamiento en nuestro pas:E1ectroecuador.-Tiene una potencia
instalada de 233 MW repartidos de la siguiente manera: central
Guayaquil, con cuatro unidades a Vapor, tiene potencias instalada y
efectiva de 30 Mw; Estero Salado, tiene una unidad a Vapor, con 33
Mw de potencia instalada y 30 Mw de potencia efectiva; y cinco a
Gas con 96 Mw de potencia instalada y 91 Mw de potencia efectiva; y
Alvaro Tinajero, dos unidades a Gas, con 74 Mw de potencia
instalada y 69 Mw de potencia efectiva. E1ectroquito.- Tiene una
central a Gas con una potencia instalada de 33 Mw y una potencia
efectiva de 22 Mw. Electroquil II-III.- Posee 4 unidades a Gas con
una potencia instalada total de 160 Mw y una potencia efectiva
total de 140.8 Mw. Ecuapower (ex-Sea-Coast).- Tiene una unidad a
Gas en Santa Elena con una potencia instalada de 40 Mw y potencia
efectiva de 30 Mw; y dos unidades en Santo Domingo, tambien a Gas
con una potencia instalada de 110 Mw y potencia efectiva de 100
Mw.1.8. Centrales hidroelctricas Para el suministro de la energa
elctrica de un Pas se deben utilizar 1os recursos renovables, hay
que aprovechar el mximo recursos hidroelctricos porque estos
representan muchos beneficios entre 1os que podemos mencionar el
uso de un combustible no contaminante como es el agua, y el costo
de adquisicin de este combustible que prcticamente es ninguno lo
que conlleva una produccin de energa mucho ms econmica en relacin
con otras centrales. El Ecuador por su topografa y por el nivel de
precipitacin anual de agua es un pas rico en recursos
hidroelctricos. Una central hidroelctrica utiliza la cada de agua,
salto y caudal necesario, resistencia e impermeabilidad del terreno
para 1os embalses, accesibilidad para el transporte de materiales,
facilidad de ampliacin, longitud de las lneas de transportes de
energa necesarias. 1.8.1. Clasificacin de las centrales
hidroelctricas Las Centrales Hidroelctricas podemos clasificarlas
como centrales de caudal libre, centrales con embalse y centrales
con embalse y bombeo.1.8.1.1. Central de caudal libreEn esta
central en cada momento se utiliza el agua disponible del recurso
sin considerar la carga, es decir podra satisfacer o no los
requerimientos de la demanda. Esta central no tiene un dispositivo
para almacenar agua. 1.8.1.2. Central con embalseEn esta central el
agua es almacenada en un embalse, lo cual es posible por la
construccin de una presa, la misma que es preferible instalarla en
lugares estrecho y mrgenes rocosos del sistema.En este tipo de
central se hacen estudios de pre factibilidad, factibilidad y en
otras no. 1.8.1.3. Central con embalse y bombeo En esta central se
utiliza dos embalses, uno superior y otro inferior, durante horas
de mayor demanda el agua fluye del superior a1 inferior produciendo
energa elctrica y durante las horas de menor demanda se bombea agua
del embalse inferior a1 superior. 1.8.2. Disposicin general de la
central hidroelctrica Con el propsito de aprovechar el mximo de la
energa primaria del recurso hidroelctrico, el agua se hace fluir
por un trazado artificial de tal manera que se tenga el mnimo de
prdidas. En base a1 trazado artificial la disposicin general de una
central hidroelctrica es la siguiente:
Figura 5 Esquema de los elementos de una central
hidroelctricaVamos a definir cada uno de los trminos que aparecen
en la figura 5 de la siguiente manera. Embalse: Lugar en donde se
almacena el agua. Presa: Sirve para almacenar el agua en el
embalse. Canal de Derivacin: Sirve para conducir el agua del
embalse a la chimenea. Chimenea: Sirve para amortiguar los golpes
de ariete debido a la aceleracin y desaceleracin del agua en la
turbina como consecuencia de la variacin de la carga. Tubera de
Presin: Sirve para la conduccin forzada del agua a las tuberas.
Casa de Maquinas: Se instala las turbinas, generadores elctricos,
sistemas auxiliares, sistemas de comandos, sistema central, de
proteccin, etc. Tubera de Desage: Sirve para regresar a1 lecho del
rio las aguas que han pasado por las tuberas. 1.8.3.
Aprovechamiento de un recurso hidroelctrico En un recurso
hidroelctrico no se puede aprovechar la altura total del mismo para
producir energa elctrica debido a que se tiene perdida de altura en
los diferentes elementos de la central hidroelctrica. HT: Altura
total del recurso hidroelctrico es decir la diferencia de altura
entre la cota mxima y la cota mnima. HB: Es la altura bruta que
corresponde a la diferencia de nivel entre la chimenea y el final
de la tubera de aspiracin. HN: Es la altura neta y es la que se
utiliza para determinar la capacidad de recurso hidroelctrico. Las
prdidas que se producen son las siguientes: HI: Perdidas en el
embalse, la superficie del agua en el embalse no es horizontal sino
que tiene una forma curva cuya pendiente se disminuye a medida que
se aproxima a la presa, esto da como resultado perdida de altura.
H2: Perdida en el canal de derivacin, estas prdidas se deben a1
rozamiento del agua y son funcin de la pendiente del canal, depende
del rea del contacto del canal y de la rugosidad de las paredes
interiores del canal. H3: Perdidas en la chimenea en la que se
instalan rejillas que impiden que cuerpos flotantes pasen a las
turbinas de presi6n y de all a las turbinas. Se producen perdidas
por rozamiento del agua con las rejillas. H4: Perdidas en la
turbina de presin, por rozamiento de agua, por cambios en la seccin
y por cambio en la direccin del agua. H5: Perdidas en la turbina se
deben a1 rozamiento del agua. H6: Perdidas en la tubera de
aspiracin, estas prdidas se deben a1 rozamiento del agua. H7:
Perdidas en la tubera de desage, estas prdidas se deben tambin a1
rozamiento del agua. 1.8.4. Centrales hidroelctricas de nuestro pas
A continuacin vamos a nombrar algunas de las caractersticas ms
relevantes de varias de las centrales hidroelctricas que se
encuentran en funcionamiento en el Ecuador. Pisayambo.- Fue el
primer proyecto que construyo INECEL, entro en operacin en el ao
1978, se encuentra ubicado en la provincia de Tungurahua, en las
riberas del los ros Pisayambo, Quillopaccha, Agualongopungo,
Talatag y El Golpe cuyas aguas se represan en la laguna de
Pisayambo la misma que se ha convertido en un embalse natural de
regulaci6n multiestacional. La presa tiene 41.20 metros de altura y
820 metros de longitud, y puede almacenar un volumen de 90 millones
de metros cbicos de agua. Tiene una potencia instalada de 76 Mw en
la central subterrnea construida en Pucara. Contribuye a1 Sistema
Nacional Interconectado con una energa de aproximadamente 270
millones de KW-hora. Paute.- Constituye la obra hidroelctrica ms
grande que posee el Ecuador. Se encuentra ubicada entre las
provincias de Caiiar, Azuay y Morona Santiago, a 125 Km de Cuenca,
Provincia del Azuay. Tiene una potencia instalada de 1,075 MW en
sus tres etapas, las cuales son: Paute Molino A-B; tiene una
potencia instalada de 500M y se encuentran funcionando desde el ao
1983. Paute Molino C: tiene una potencia instalada de 575 Mw e
inicio sus operaciones en el ao 1991.La presa Daniel Palacios sirve
para la operacin de las tres fases. Esta presa es de tipo de arco
de gravedad tiene una altura de 170 metros y su coronacin tiene una
longitud de 420 metros; siendo su capacidad de embalse de 120
millones de metros. Tiene 10 turbinas tipo Pelton con un voltaje
nominal de 13.8 Kv, 5 en la Central Molino Fases A y B y 5 en la
Central Molino Fase C.Agoyan.- Esta central ha sido construida para
el aprovechamiento de la cuenca media del rio Pastaza, provincia de
Tungurahua. 5Krn a1 Este de Baos: las instalaciones ocupan una
superficie de casi 3 Km junto a la carretera Baos-Puyo. Utiliza las
aguas del no Pastaza que son almacenadas mediante una presa de
hormign gravedad de 43 metros de altura y una longitud de coronacin
de 300 metros; est ubicada 1.5 Km aguas arriba de la cascada de
Agoyan. La presa proporciona un volumen de regulacin diaria de
770,000m2 el embalse formado tiene un volumen total de 1'800,000 m3
de agua. La Casa de mquinas ha sido excavada en el corazn de la
cordillera central andina, en la cual est instalas 2 turbinas tipo
Francis de eje vertical aun voltaje nominal de 13.8 Kv., que cuando
tiene un caudal menor o igual a 120 m3/seg su capacidad es de
78,000Kw cada una y si su caudal es superior a los 120 m3/seg su
capacidad es de 85,000 Kw. Daule-Peripa.- La Central Hidroelctrica
Daule-Peripa, tena originalmente una potencia instalada de 130 Mw y
una producci6n de energa anual media de 600 Gwh. Actualmente el
Proyecto ha sido ampliado a 3 Unidades de 71 Mw cada una, con un
total de 213 Mw. Este proyecto tiene la caracterstica de regular
indirectamente los caudales de la Central Hidroelctrica Paute,
principalmente de generacin de energa elctrica del Ecuador, debido
a que tiene un gran embalse y un rgimen hidrolgico distinto puede
suplir de energa a1 pas en la poca que el rio Paute se encuentra en
estiaje. La presa permitir almacenar hasta 6.000 millones de m3 de
agua. El caudal transportado por uno de los tneles alimenta en la
central hidroelctrica a dos grupos de turbinas, tipo Francis de eje
vertical con un voltaje nominal de 13.8 Kv., de 75.000 Kw cada una
mediante una bifurcacin de 2 tuberas blindadas de 6.5 metros de
dimetro y una capacidad mxima de descarga de alrededor de 120 m3/s.
Cuando el agua acciona las turbinas, es regresada aguas abajo, para
ser utilizado en los fines utilitarios del embalse mencionado
anteriormente. La puesta en operacin de las Unidades de generacin
se dio a inicios del ao 1999. La Cascada.- Esta es una mini central
hidroelctrica que comenz a funcionar el 16 de octubre de 1999, de
l00 Kw de potencia, ubicada en el sector de Huahua Sumaco, kilmetro
48 va Hollin-Loreto-Coca, provincia de Napo, proporcionando energa
elctrica a las comunidades de Huahua Sumaco y Pacto Sumaco, en el
Oriente Ecuatoriano.
Un listado general de todas las centrales en funcionamiento
actualmente se encuentra en la parte final en el anexo 1.1.9.
Estudio de demanda del pasSiendo la energa elctrica el motor y eje
fundamental del desarrollo del pas y coadyuvante principal del
mejoramiento de la calidad de vida del ser humano, el Consejo
Nacional de Electricidad (CONELEC. pone a disposicin de todas las
instituciones y personas vinculadas con la actividad del sector
elctrico, el FOLLETO MULTIANUAL 2004 - 2015 DEL SECTOR ELCTRICO
ECUATORIANO, a fin de que ste constituya una herramienta de
consulta para todas y cada una de las personas que de una u otra
manera reconocen la importancia de este recurso estratgico
(CONELEC).1.9.1. Generacin e importacin 1.9.1.1. Potencia totalA
Enero del 2015, la potencia nominal total de Ecuador, incluyendo
las interconexiones, es de 5.886,27 MW, de los cuales tan solo 4274
MW estn actualmente en funcionamiento tal como se muestra en el
anexo 1, lo cual significa un incremento del 5% en relacin a Enero
de 2014. (CONELEC) El nmero total de centrales de generacin fue de
223 de las cuales 94 estn incorporadas al Sistema Nacional
Interconectado -S.N.I.- y 129 se encuentran aisladas y en su mayora
pertenecen a empresas auto generadoras. 1.9.1.1.1. Potencia en
centrales de generacin nacionales Para el ao 2014, Ecuador tiene
una potencia nominal de 5237 MW, con una potencia efectiva de
5.415,32 MW.
Tabla 3 Potencia nominal y efectiva de las centrales de
generacin nacionalesTipoTipo de empresaPotencia NominalPotencia
Efectiva
(MW)(%)(MW)(%)
Generadora3787.4970.43641.6873,42
Distribuidora5986112.37498.0511,28
Auto generadora850.917.59675.5915,30
Total general5237,681005002.44100
Fuente 3 Estadstica del Sector Elctrico Ecuatoriano Ao 2014 Cap.
1 Pgina 63 de 388
Las empresas de generacin que han presentado variaciones de los
datos con respecto a diciembre de 2014, se indican en la siguiente
tabla:
Tabla 4 Variacin de potencia nominal y efectiva centrales de
generacin
Fuente 4 Estadstica del Sector Elctrico Ecuatoriano Ao 2011 Cap.
1 Pgina 631.9.1.1.2. Potencia de las Interconexiones La
interconexin con Colombia se la realiz a travs de las lneas de
transmisin Tulcn-Ipiales a 138 kV y Pomasqui-Jamondino a 230 kV,
cuya capacidad total se situ en 540 MW y la efectiva en 525 MW. Se
dispuso tambin de la interconexin con Per mediante la lnea de
transmisin Machala-Zorritos, con una potencia nominal y efectiva de
110 MW.Tabla 5 Potencia nominal y efectiva de las
interconexiones
Fuente 5 Estadstica del Sector Elctrico Ecuatoriano Ao 2011 Cap.
1 Pgina 63 de 3881.9.2. Estructura y evolucin del sector elctricoEl
comportamiento de la demanda elctrica est marcado por la cantidad
de potencia y el horario de consumo, es decir, el grupo de consumo
al que pertenece (residencial, comercial, industrial y alumbrado
pblico). Cada uno de estos grupos de consumo tiene un nmero de
clientes, el cual ha venido evolucionando, tal como lo muestra la
figura 6.
Figura 6 Evolucin Decenal De Clientes Por Grupo De ConsumoEn la
figura anterior se puede observar el nmero de clientes por grupo de
consumo y la variacin decenal 2003- 2014, resaltando el crecimiento
de alrededor del 73% de los clientes residenciales y comerciales,
el nmero de clientes industriales que creci en un 49%, el nmero de
clientes otros creci en un 68%, mientras que el nmero de clientes
de alumbrado pblico se redujo en un 25%, este ltimo experimentar
modificaciones por la aplicacin de la Regulacin No. CONELEC 008/11,
en la cual se fija como usuarios del Servicio de Alumbrado Pblico
General a todos los clientes del sector elctrico (CONELEC).La
estructura del consumo de energa entre los aos 2003 y 2014, ha
presentado una mayor participacin de los sectores industrial y
comercial.
Figura 7 Participacin Del Consumo Aos 2003 Y 2014Con los datos
estadsticos anteriormente mostrados podemos observar que el mayor
factor de crecimiento es en el rea residencial; es por ese motivo
que en el siguiente tema procederemos a ubicar estratgicamente la
central con la potencia necesaria para poder cubrir el problema de
demanda futuro.1.10. Costo hidroelectricidadLa generacin de energa
hidroelctrica es una tecnologa renovable madura que puede
proporcionar electricidad, as como una variedad de otros servicios
a bajo costo en comparacin con muchas otras tecnologas de energa.
Existe una variedad de perspectivas de mejora de la tecnologa
disponible actualmente, pero probablemente esto no se traduzca en
una tendencia clara y sostenida de costos debido a otros factores
de contrapeso.La figura 8 muestra que, si bien hay una tendencia
general de aumento de los costeo de inversin a medida que aumenta
la capacidad, tambin hay una amplia gama de costos para proyectos
de la misma capacidad, dados por la desviacin de la lnea de
tendencia general (azul). Por ejemplo, un proyecto de 100 MW tiene
un costo promedio de inversin de USD 200 millones (2000 USD/kW),
pero el rango de los costos es de menos de USD 100 millones (1000
USD/kW) y hasta ms de USD 400 millones (4000 USD/kW). (IEE3372)
Figura 8 Costo de inversin para plantas hidroelectricas
CAPITULO II2. ESTUDIO, ANLISIS Y DISEO2.1. Demanda de potenciaLa
demanda mxima de potencia en el ao 2014 en los bornes de generacin
alcanz los 3.552 MW y se registr el mircoles 19 de diciembre a las
19:30, con un incremento del 5,94% con relacin a la demanda mxima
presentada en el 2013. La tendencia mensual de la demanda mxima de
potencia en bornes de generacin consta en la Figura 8.
Figura 9 Demanda mxima de potencia en bornes de generacin (MW)El
sostenido incremento de la demanda de potencia no solamente implica
la creacin de nuevos centros generacin, sino adems se debe
fortalecer la transmisin, con el objetivo de mejorar las
condiciones de suministro de energa elctrica a los centros de
distribucin cumpliendo con los criterios de calidad, seguridad y
confiabilidad establecidos en la normativa vigente, toda la
informacin referente se puede encontrar en el anexo 3.2.2. Calculo
de demanda de potencia y energa proyectada a diez aosLa proyeccin
de la demanda realizada para el presente Plan de Operacin, estima
que se alcanzaran las siguientes tasas promedio de crecimiento para
el perodo julio 2014 a junio 2015: 5,0% para la demanda de
potencia, y 5,5% para la demanda de energa. Estos valores estn
referidos a bornes de generacin (CENACE).
Figura 10 ndice de crecimiento de potencia y energa2.2.1.
Demanda en potenciaComo se indic anteriormente, la demanda mxima
del pas actualmente es de 3.552 MW y un promedio de crecimiento de
5 %; con esta informacin y basndose en la siguiente ecuacin
calcularemos la demanda mxima proyectada a diez aos.
Dnde: . . Aplicando lo mencionado anteriormente obtenemos lo
siguiente:
2.2.2. Demanda en energaComo se indic anteriormente, la demanda
mxima del pas actualmente es de 21853 GWh y un promedio de
crecimiento de 5,5 %; con esta informacin y basndose en la
siguiente ecuacin calcularemos la demanda mxima proyectada a diez
aos en energa.
Dnde: . . Aplicando lo mencionado anteriormente obtenemos lo
siguiente:
Entonces:Si la demanda proyectada a diez aos es de 5785,83 MW,
mientras que la potencia mxima disponible en el pas es de 4274 MW,
tendremos un dficit de 1511,83 MW en potencia. 2.3. Localizacin
estratgica Si observamos la figura 10, el mayor crecimiento de
demanda de potencia para el ao 2023 es en las ciudades de Quito y
Guayaquil.
Figura 11 Mapa de potencia mxima coincidente por rea de concesin
2023Tomando estos datos de potencia como referencia, nuestra
central hidrulica a crear debera ser ubicada en un sector donde
pueda ayudar a abastecer a estas dos ciudades principalmente.
2.3.1. Estudio hidrogrfico para localizacin de central
hidroelctricaUn aprovechamiento hidrulico necesita, para generar
electricidad, un determinado caudal y un cierto desnivel. Se
entiende por caudal la masa de agua que pasa, en un tiempo
determinado, por una seccin del cauce y por desnivel, o salto
bruto, la distancia, medida en vertical, que recorre la masa de
agua diferencia de nivel entre la lmina de agua en la toma y en el
punto donde se restituye al ro el caudal ya turbinado.Este salto
puede estar creado por una presa, o conduciendo el agua, derivada
del curso de agua, por un canal ms o menos paralelo a su curso, de
muy poca pendiente con una prdida de carga pequea, hasta un punto
desde el que es conducida a la o las turbinas por una tubera a
presin, o tubera forzada. (ESHA)2.3.2. Ubicacin de los proyectos
hidroelctricosEl rea prevista de servicio de estos proyectos se
encuentra ubicada en parte de la provincia de Loja especficamente
en el cantn Catamayo, Alamor, Macar y Quiroz; la ubicacin en el
mapa geogrfico se encuentra en anexo 2. (INAMHI)Sus principales ros
son: el Catamayo y el Guayabal.El ro Catamayo tiene como principal
afluente el Ro Santa Ana. El ro Guayabal con sus afluentes. Gualel,
Trapichillo y Arenal. Tambin tiene importantes quebradas que se
utilizan para el regado en el sector; el estudio idrogrfico
respectivo podemos encontrarlo en el (anexo 4).
Figura 12 Provincia de LojaSe indica la ubicacin geogrfica del
proyecto y se describen diferentes alternativas para el desarrollo
de este proyecto con sus principales caractersticas, en el cual se
centra el estudio en la alternativa ms conveniente.2.3.3.
Hidrologa2.3.3.1. MetodologaPara los aprovechamientos del proyecto
en Catamayo, Alamor, Macar y Quiroz, se ha considerado como estacin
de estudio la estacin del lugar y sus valores han sido estudiados
para la obtencin de los caudales de diseo utilizando el mtodo de la
transposicin de caudales. Los coeficientes de transposicin de los
ros Catamayo, Alamor, Macar y Quiroz se han determinado en funcin
de la relacin de reas y precipitaciones medias ponderadas.2.3.3.2.
Curvas de duracin de caudalesCon la estadstica existente,
debidamente procesada y transformada en serie de caudales promedios
mensuales se procedi al anlisis de frecuencia basado en la
determinacin de la curva de duracin general de caudales.2.3.3.3.
Caracterizacin morfo mtrica de la cuenca La metodologa consisti en
la generacin de informacin primaria en base al anlisis de la
informacin cartogrfica publicada por el IGM (Instituto Geogrfico
Militar). Para el clculo de las variables necesarias requeridas
para el anlisis morfolgico, todos los datos fueron manejados y
procesados en programas computacionales como el AutoCad, Arc-Gis y
las herramientas del SIG (sistemas de informacin geogrfica., con la
debida aplicacin de las frmulas de la morfometra). (INAMHI)2.3.3.4.
Caudal requeridoAl realizar una media de los caudales de los aos
proporcionados por el Inamhi obtendremos el promedio de caudal
requerido para el diseo de la central.2.3.3.5. Altura requerida
(Neta)Es la altura neta proporcionada de igual manera por el
INAMHI.2.4. Propuesta de cobertura de demandaAl tener los factores
principales para la creacin de una central hidroelctrica podemos
proseguir con la determinacin de potencia de las mismas.En vista de
el gran dficit de potencia que sufra el pas dentro de diez aos
procesos a aceptar y trabajar con todas las propuestas de
hidroelctricas planteadas anteriormente.2.4.1. Alcance del anlisis
hidrolgicoSe presenta el estudio hidrolgico para determinar los
caudales para su aprovechamiento y dimensionamiento de mquinas y
obras, basado en datos de estaciones pluviomtricas, adems son
mostradas de forma grfica para analizar el comportamiento
hidrolgico de los recursos hdricos. (C. INAMHI)2.5. Central
Hidroelctrica Catamayo2.5.1. Ubicacin de la centralLa central
Hidroelctrica Catamayo estar ubicada en el suroeste de la provincia
de Loja, en el rio CATAMAYO. A continuacin mostrares los estudios
respectivos, tales como: estudios de caudales medios en m3/s, y la
altura neta de la central.2.5.2. Estudio hidrogrficoTabla 6 Estudio
Hidrolgico de rio Catamayo
Fuente 6 INAMHIAl sumar los meses de cada ao y sacar un promedio
encontramos el caudal medio anual que en este caso es 106,45
m3/s.2.5.3. Calculo de potencia de centralPara realizar los clculos
de potencia es necesario contar con la altura neta que es la cada
que tendr antes de llegar a la central que en este caso es 95
m.
Dnde: d = densidad
Aplicando lo mencionado anteriormente obtenemos lo
siguiente:
2.6. Central Hidroelctrica Alamor2.6.1. Ubicacin de la centralLa
central Hidroelctrica Alamor estar ubicada al este de la provincia
de Loja, en el rio JUBONES. A continuacin mostrares los estudios
respectivos, tales como: estudios de caudales medios en m3/s, y la
altura neta de la central2.6.2. Estudio hidrogrficoTabla 7 Estudio
Hidrolgico de rio Jubones
Fuente 7 INAMHIAl sumar los meses de cada ao y sacar un promedio
encontramos el caudal medio anual que en este caso es 107,95
m3/s.2.6.3. Calculo de potencia de centralPara realizar los clculos
de potencia es necesario contar con la altura neta que es la cada
que tendr antes de llegar a la central que en este caso es 79
m.
Dnde: d = densidad Aplicando lo mencionado anteriormente
obtenemos lo siguiente:
2.7. Central Hidroelctrica Quiroz2.7.1. Ubicacin de la centralLa
central Hidroelctrica Quiroz estar ubicada al este de la provincia
de Zamora Chinchipe, en el rio Chinchipe. A continuacin mostrares
los estudios respectivos, tales como: estudios de caudales medios
en m3/s, y la altura neta de la central2.7.2. Estudio
hidrogrficoTabla 8 Estudio Hidrolgico de rio Chinchipe
Fuente 8 INAMHIAl sumar los meses de cada ao y sacar un promedio
encontramos el caudal medio anual que en este caso es 113,62
m3/s.2.7.3. Calculo de potencia de centralPara realizar los clculos
de potencia es necesario contar con la altura neta que es la cada
que tendr antes de llegar a la central que en este caso es
100m.
Dnde: d = densidad
Aplicando lo mencionado anteriormente obtenemos lo
siguiente:
2.8. Central Hidroelctrica Macar2.8.1. Ubicacin de la centralLa
central Hidroelctrica Quiroz estar ubicada al este de la provincia
de Loja, en el rio JUBONES. A continuacin mostrares los estudios
respectivos, tales como: estudios de caudales medios en m3/s, y la
altura neta de la central.2.8.2. Estudio hidrogrficoTabla 9 Estudio
Hidrolgico de rio Jubones
Fuente 9 INAMHIAl sumar los meses de cada ao y sacar un promedio
encontramos el caudal medio anual que en este caso es
92,53m3/s.2.8.3. Calculo de potencia de centralPara realizar los
clculos de potencia es necesario contar con la altura neta que es
la cada que tendr antes de llegar a la central que en este caso es
90m.
Dnde: d = densidad
Aplicando lo mencionado anteriormente obtenemos lo
siguiente:
2.9. Central Hidroelctrica Gabyedd2.9.1. Ubicacin de la
centralLa central Hidroelctrica Gabyedd estar ubicada al este de la
provincia de Napo, en el rio Napo. A continuacin mostrares los
estudios respectivos, tales como: estudios de caudales medios en
m3/s, y la altura neta de la central.2.9.2. Estudio hidrogrficoEl
ro Napo nace a alturas de cerca de los 6 000 msnm. Sus afluentes de
margen izquierda caen con fuerte pendiente hasta alcanzar el ro, el
que a la altura de Tena, comienza a ser navegable por embarcaciones
menores. Su principal afluente es el ro Coca, cuya cuenca es de 5
705 km2. En San Rafael con 3 950 km2tiene un caudal de 317 m3/s.
(OAS.ORG)
Figura 13 Respaldo dato estadstico2.9.3. Calculo de potencia de
centralPara realizar los clculos de potencia es necesario contar
con la altura neta que es la cada que tendr antes de llegar a la
central que en este caso es 170m.
Dnde: d = densidad
Aplicando lo mencionado anteriormente obtenemos lo
siguiente:
2.10. Central Hidroelctrica Fabliz2.10.1. Ubicacin de la
centralLa central Hidroelctrica Fabliz est ubicada al este de la
provincia de Napo, en el rio San Rafael. A continuacin mostrares
los estudios respectivos, tales como: estudios de caudales medios
en m3/s, y la altura neta de la central.2.10.2. Estudio
hidrogrfico
Figura 14 Respaldo dato estadstico2.10.3. Calculo de potencia de
centralPara realizar los clculos de potencia es necesario contar
con la altura neta que es la cada que tendr antes de llegar a la
central que en este caso es 150m.
Dnde: d = densidad
Aplicando lo mencionado anteriormente obtenemos lo
siguiente:
2.11. Central trmica JimbalseLa central Jimbalse estar ubicada
en la provincia de Santa Elena, teniendo como principal referencia
la lnea de poliducto del pas que se muestra en la figura 15.
Figura 15 Lnea de Poliducto Al tener la necesidad de cubrir el
crecimiento de demanda en las dos principales ciudades se justifica
la colocacin de esta central trmica que contara con una central a
vapor y una central a gas; teniendo las dos de vapor una potencia
de 150 MW cada una y la de gas una potencia neta de 200 MW.2.12.
Primera propuesta planteadaUna vez establecidos los costos del MW
en las secciones anteriores se procede a realizar el anlisis de
costos de las centrales que cubrirn el dficit futuro del pas.Nombre
CentralPotencia Efectiva (MW)Valor MW ($)Total costo Central
($)
Alamor (H)167,322000000334640000
Macar (H)81,692000000163380000
Quiroz (H)222,922000000445840000
Catamayo (H)99,22000000198400000
Jimbalse (T/G)5001000000500000000
Fabliz (H)535,6320000001071260000
1606,762713520000
El costo total de la construccin de estas centrales con el fin
de satisfacer la demanda es de 2.713520.000 dlares.2.13. Segunda
propuesta planteadaUna vez establecidos los costos del MW en las
secciones anteriores se procede a realizar el anlisis de costos de
las centrales que cubrirn el dficit futuro del pas.Nombre
CentralPotencia Efectiva (MW)Valor MW ($)Total costo Central
($)
Alamor (H)167,322000000334640000
Macar (H)81,692000000163380000
Quiroz (H)222,922000000445840000
Catamayo (H)99,22000000198400000
Jimbalse (T/G)5001000000500000000
Gabyedd (H)528,6320000001057260000
1599,762699520000
El costo total de la construccin de estas centrales con el fin
de satisfacer la demanda es de 2.699520.000 dlares.2.14. Tercera
propuesta planteadaUna vez establecidos los costos del MW en las
secciones anteriores se procede a realizar el anlisis de costos de
las centrales que cubrirn el dficit futuro del pas.Nombre
CentralPotencia Efectiva (MW)Valor MW ($)Total costo Central
($)
Gabyedd (H)528,6320000001057260000
Fabliz (H)535,6320000001071260000
Jimbalse (T/G)5001000000500000000
1564,262628520000
El costo total de la construccin de estas centrales con el fin
de satisfacer la demanda es de 2.628520.000 dlares.
CAPITULO III3. Propuesta final3.1. Anlisis de propuesta a
utilizarDespus de realizar un anlisis exhaustivo del cubrimiento de
demanda futura se pueden establecer los siguientes valores en la
tabla de comparacin de costos.
Tabla 10 Anlisis de costosPropuestaPotencia CubiertaCosto
Primera1606,76$ 2.713.520.000,00
Segunda1599,76$ 2.699.520.000,00
Tercera1564,26$ 2.628.520.000,00
Fuente 10 Autor
Despus de revisar y analizar los datos obtenidos se optara por
aprobar la tercera opcin, debido a su costo total de construccin
que es 85 millones menos que la primera opcin y 71 millones menos
que la segunda.Otro factor importante que se tom al seleccionar
esta opcin es que el dficit del pas es de 1511,83 MW y se tiene
1564; es decir 53 MW ms que los requeridos.3.2. Ubicacin de las
centrales seleccionadasLa ubicacin especfica de las centrales a ser
construidas se detallan en la imagen siguiente:
Figura 16 Ubicacin de centrales a utilizar
CAPITULO IV4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES4.1. Conclusiones Es
conveniente la construccin de tres centrales grandes a 7 pequeas;
debido a su costo total de fabricacin. Es mucho ms factible la
construccin de una central trmica a una central hidroelctrica;
hablando en igual cantidad de MW. Con las centrales existentes se
cubrir de manera adecuada la demanda proyectada a diez aos. La
central termoelctrica es de ciclo combinada4.2. Recomendaciones Es
primordialmente recomendable el estudio a fondo de construccin de
centrales elctricas en las cuencas de los ros napo y San Rafael
debido a sus altos caudales y a sus excelentes alturas. Analizar la
posible existencia de una segunda central a vapor y gas cerca de la
central elctrica Jimbalse. No olvidar la importancia de
aproximadamente 500 MW que suman las 4 centrales pequeas del sur
del pas, ya que asi se puede cubrir un factor de demanda mayor al
planteado. Para la creacin de centrales trmicas investigar de
manera adecuada el suministro de combustible a utilizar. Cumplir
con las medidas establecidas en la ley en funcin al impacto
ambiental para prevenir, controlar, mitigar y/o evitar, eficazmente
los potenciales efectos negativos que se generarn por construccin y
operacin del proyecto.
5. BIBLIOGRAFIA Alfonzo. Energia Hidraulica. 01 de Enero de
2012. 16 de Febrero de 2015 . CENACE. Plan de operacin del sistema
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