CONTENIDO
INTRODUCCI ON ................................................................................................................... 1 1.
CENTRALES HI DROELECTRICAS ................................................................................... 2
2.
COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA HI DROELECTRI CA ...................................... 2
3.
PRI NCIPALES HI DROELECTRI CAS ALTERNAS DEL PERU ............................................. 4 3.1.- CENTRAL HIDROELÉCTRICA DEL MANTARO (Santiago Antúnez de Mayolo) ................................ 5 3.2.- CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE HUINCO................................................................................................... 7 3.3.- CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE CHARCANI V ......................................................................................... 9 3.4.- CENTRAL HIDROELÉCTRICA CAÑON DEL PATO.................................................................................... 11 3.5.- CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE MACHUPICCHU .................................................................................. 13
4.
CONCLUSIONES...........................................................................................................15
5.
BIBLIOGRAFIA...............................................................................................................15
INTRODUCCION I ndudablemente
la
electricidad es uno de los principales
elementos
del
desarrollo humano en la era moderna, pero para que ésta se encuentre presente en nuestra v ida diaria ha sido
necesario
que
el
hombre la fuera conociendo poco
a
poco
y
fuera
descubriendo sus div ersas formas de generación y sus diferentes aplicaciones. Hoy se sabe que la electricidad se genera de distintas fuentes como la hidráulica, geotérmica, eólica, atómica, solar y térmica, donde se utiliza el carbón, el petróleo y el gas natural, que son recursos no renov ables. En nuestro país se utiliza el gran potencial hídrico de los ríos, lagos y lagunas para generar la electricidad que utilizamos. Esta generación hidroeléctrica representa el 60% del total de nuestra electricidad. El otro 40% lo generan las centrales térmicas, que trabajan con la fuerza del v apor y cuyo combustible principal es todav ía el petróleo. Los antiguos romanos y griegos aprov echaban ya la energía del agua; utilizaban ruedas hidráulicas para moler trigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclav os y animales de carga retrasó su aplicación generalizada hasta el siglo XI I . Durante la edad media, las grandes ruedas hidráulicas de madera desarrollaban una potencia máxima de cincuenta caballos. La energía hidroeléctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil británico John Smeaton, que construyó por v ez primera grandes ruedas hidráulicas de hierro colado.
1
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
1. CENTRALES HIDROELECTRICAS Una central hidroeléctrica es una
instalación
que
permite
aprov echar las masas de agua en mov imiento que circulan por los ríos para transformarlas eléctrica,
en energía
utilizando
turbinas
acopladas a los alternadores. Según la potencia instalada, las centrales hidroeléctricas pueden ser:
Centrales hidráulicas de gran potencia: más de 10MW de potencia eléctrica.
Minicentrales hidráulicas: entre 1MW y 10MW.
Microcentrales hidroeléctricas: menos de 1MW de potencia.
2. COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA HIDROELECTRICA
La presa, que se encarga de contener el
agua de un río y almacenarla en un embalse. Rebosaderos, elementos que permiten
liberar parte del agua que es retenida sin que pase por la sala de máquinas. Destructores de energía, que se utilizan
para ev itar que la energía que posee el agua que cae desde los salientes de una presa de gran altura produzcan, al chocar contra el suelo, grandes erosiones en el terreno. Básicamente encontramos dos tipos de destructores de energía:
Los dientes o prismas de cemento, que provocan un aumento de la turbulencia y de los remolinos.
Los deflectores de salto de esquí, que disipan la energía haciendo aumentar la fricción del agua con el aire y a través del choque con el colchón de agua que encuentra a su caída.
2
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Sala
de
donde
máquinas. se
sitúan
Construcción las
máquinas
(turbinas, alternadores) y elementos de regulación y control de la central. Turbina. Elementos que transforman en
energía
mecánica
la energía
cinética de una corriente de agua. Alternador. Tipo de generador eléctrico destinado a transformar la energía
mecánica en eléctrica. Conducciones. La alimentación del agua a las turbinas se hace a trav és
de un sistema complejo de canalizaciones.
Válvulas, dispositiv os que permiten controlar y regular la circulación del agua por las tuberías.
Chimeneas de equilibrio: son unos pozos de presión de las turbinas que se utilizan para ev itar el llamado “golpe de ariete”, que se produce cuando hay un cambio repentino de presión debido a la apertura o cierre rápido de las v álv ulas en una instalación hidráulica.
El esquema general de una central hidroeléctrica puede ser: Hidroeléctrica
3
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Esquema Central
3. PRINCIPALES HIDROELECTRICAS DE CORRIENTE ALTERNA DEL PERU
MANTARO, HUINCO, CHARCANI V, CAÑON DEL PATO, MACHUPICCHU
CENTRO CENTRO SUR NORTE SUR
886.0 MW 247.3 MW 144.6 MW 263.5 MW 88.8 MW
CENTRALES DE GENERACIÓN DEL SEIN: El SEIN está conformado por áreas operativas, ligadas tanto al ámbito geográfico del país, como
a
aspectos
propios
de
la
red
de
transmisión; estas áreas se pueden resumir en tres (03) áreas: área norte, área centro y área sur, las cuales se encuentran interconectadas con los enlaces de trasmisión Paramonga – Chimbote, en el caso de las áreas norte y centro, y la interconexión Mantaro – Socabaya en el caso de las áreas centro y sur.
4
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
3.1.- CENTRAL HIDROELÉCTRICA DEL MANTARO (Santiago Antúnez de Mayolo)
La
Central
Hidroeléctrica
del
Mantaro es la más grande e importante del Perú. Esta majestuosa obra está ubicada en el distrito de Colcabamba, prov incia de Tayacaja. Produce 798 Mw , con una caída neta de 748 m también con turbinas
Pelton
y
representa
aproximadamente el 40% de la energía del país y alimenta al 70% de la industria nacional que está concentrada en Lima. HISTORIA: Por la década de los cuarenta, el sabio peruano Santiago Antúnez de Mayolo, inició sus inv estigaciones sobre el aprov echamiento de los recursos hídricos de la zona del Pongor en la sierra central del país. En 1945 y 1961 luego de intensa inv estigación, Antúnez de Mayolo presentó el
estudio
para
la
explotación
hidroeléctrica de la llamada primera curv a del río Mantaro, en la prov incia de Tayacaja, Huancav elica; y se realizaron div ersos estudios preliminares, a cargo de consultores de EEUU, Japón y la República Federal Alemana, quienes confirmaron el planteamiento de Antúnez de Mayolo. Es así que en diciembre de 1961 se crea la Corporación de Energía Eléctrica del Mantaro (CORMAN), empresa pública encargada de desarrollar y explotar el potencial hidroeléctrico del río Mantaro. La Corporación inicia sus funciones en 1963, realizando un estudio comparativ o de las propuestas de div ersas empresas internacionales. Como resultado, se resolv ió iniciar negociaciones formales con el Grupo GI E I mpregilo de I talia, las que se llev aron a cabo entre Marzo y Junio de 1966.
5
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Descripción: La central aprovecha las aguas represadas del Río Mantaro prov enientes del embalse formado por la Presa Tablachaca, las cuales son deriv adas mediante un tunel de aducción de 19.8 kilómetros, hacia la cámara de v álv ulas para luego pasar a tres tuberias forzadas con una altura neta de 820 metros, las cuales proporcionan el agua a presión necesaria para la producción de electricidad, a siete unidades de generación con turbinas tipo Pelton de cuatro inyectores, ubicadas en una casa de máquinas del tipo superficie. Las aguas turbinadas por la CH. Mantaro son deriv adas para ser utilizadas en la CH. Restitución.
Datos Osinerming
CENTRAL
SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO
EMPRESA
ELECTROPERU
TIPO DE CENTRAL UBICACIÓN
HIDRAULICA
DEPARTAMENTO
HUANCAVELICA
PROVINCIA
TAYACAJA
DISTRITO
COLCABAMBA
LOCALIDAD
CAMPO ARMIÑO
ALTITUD
1840 msnm
TIPO FUENTE DE AGUA POTENCIA EFECTIVA NÚMERO DE UNIDADES PUESTA EN SERVICIO PRESA TABLACHACA
6
HIDRAULICA DE EMBALSE RIO MANTARO 886.0 MW 7 1973 SALA DE MÁQUINAS
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
3.2.- CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE HUINCO En Lima. I naugurada en 1964, utiliza las aguas del río Santa Eulalia. Tiene una capacidad instalada de 247.3 MW. Es una obra maestra de la ingeniería, pues para instalarla se tuv o que construir una gigantesca cav erna en el interior de la montaña, de 108 metros de largo, 31 de ancho y 24 de alto. Para llegar a ella se debe recorrer una galería de acceso de 858 metros de largo. En la parte central de la cav erna está la sala de máquinas, al lado derecho los transformadores y cables de 220 KV, y al lado izquierdo la sección hidráulica con las v álv ulas. Debajo de esta última se halla el túnel de descarga. Fue la central más grande del país hasta que se construyó la del Mantaro. HISTORIA Producto de un plan de expansión eléctrica, cuya finalidad
era
demanda
atender
de
av ecinaba,
en
suministro 1922
adecuadamente eléctrico Empresas
que
la se
Eléctricas
Asociadas, bajo el impulso del I ng. Juan Carosio, acoge el proyecto del I ng. Pablo Boner que consistía en el aprov echamiento escalonado del recurso hídrico en los ríos Rímac y Santa Eulalia. Habiendo represado las lagunas del río Santa Eulalia, deriv ando las aguas del río Rímac al Santa Eulalia, y construido las Centrales de Callahuanca, Moyopampa y Huampaní, según el proyecto del I ng. Pablo Boner había una tercera fase que cumplir que consistía en modificar la geografía. El túnel trasandino, obra que constituye una proeza de ingeniería, fue concluido en 1962, tiene 10 Km de largo y actualmente es el más alto del mundo. La planta se encuentra en una cav erna semicircular de 108 mts. De largo y 31 mts. De ancho y 24 mts. De alto. Se llega a la planta mediante una galería de acceso de 858 mts. de longitud.
7
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Descripción:
La central se encuentra ubicada en la cuenca del Río Santa Eulalia en el kilómetro 25 de un camino que empieza en el kilómetro 38 de la Carretera Central. Cuenta con cuatro turbinas tipo Pelton de eje horizontal, las cuales turbinan las aguas provenientes del embalse Sheque que tiene una capacidad de almacenamiento de 430 000 m3. Datos Osinerming
CENTRAL
HUINCO
EMPRESA
EDEGEL
TIPO DE CENTRAL UBICACIÓN
HIDRAULICA
DEPARTAMENTO
LIMA
PROVINCIA
HUAROCHIRI
DISTRITO
SAN PEDRO DE CASTA
LOCALIDAD
SAN PEDRO DE CASTA
ALTITUD
1878 msnm
TIPO FUENTE DE AGUA POTENCIA EFECTIVA NÚMERO DE UNIDADES PUESTA EN SERVICIO
HIDRAULICA DE EMBALSE RIO SANTA EULALIA 247.3 MW 4 1964
Vista Panorámica
8
Sala de Maquinas
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
3.3.- CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE CHARCANI V I naugurada en 1989. Es la única hidroeléctrica del mundo construida en el interior de un v olcán (el Misti). Capta el agua de la represa de Aguada Blanca y la conduce por un túnel de 10 kms., para que luego de una abrupta caída de 706 metros genere 144.6 MW (en tres turbinas Pelton de 45 MW cada una). UBICACION La C. H. Charcani V se encuentra ubicada a orillas del río Chili en la margen derecha aproximadamente a 20 Km. de la ciudad de Arequipa y 2963 m.s.n.m., en el distrito de Alto Selv a Alegre, prov incia y departamento de Arequipa. OPERACIÓN El caudal de diseño de esta central hidroeléctrica es de 14 m3/s, en la v isita técnica se encontraba con aproximado 8.33 m Cuenta con tres generadores marca Alsthom Atlantic, tipo RYV 366.153 y con una potencia de 57 000 kVA cada uno, para una tensión nominal de 13 800 V esto se llega en el patio de llav es empleando el efecto joule. Se conoce como efecto Joule al fenómeno irreversible por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elev ando la temperatura del mismo. El mov imiento de los electrones en un cable es desordenado, esto prov oca continuos choques entre ellos y como consecuencia un aumento de la temperatura en el propio cable.
9
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Descripción La central aprov echa las aguas del Río Chili, tomadas del embalse Aguada Blanca el cual se abastece también de los aportes de los embalses Pillones (Río Pillones) y El Frayle (Río Blanco). Su casa de máquinas en cav erna cuenta con 3 unidades de generación con turbinas Pelton, las cuales aprov echan una caída neta de 706 metros y un caudal de diseño de 24.9 m3/s.
Datos Osinerming
CENTRAL
CHARCANI V
EMPRESA
EGASA
TIPO DE CENTRAL UBICACIÓN
HIDRAULICA
DEPARTAMENTO
AREQUIPA
PROVINCIA
AREQUIPA
DISTRITO
ALTO SELVA ALEGRE
LOCALIDAD
ALTO SELVA ALEGRE
ALTITUD
2963 msnm
TIPO FUENTE DE AGUA POTENCIA EFECTIVA NÚMERO DE UNIDADES PUESTA EN SERVICIO
HIDRAULICA DE EMBALSE RESERVORIO AGUADA BLANCA 144.62 MW 3 1988
RESERVORIO AGUADA BLANCA
10
SALA DE MÁQUINAS
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
3.4.- CENTRAL HIDROELÉCTRICA CAÑON DEL PATO La Central hidroeléctrica Cañón del Pato es una central de generación de energía. La central Cañón del Pato es una de las centrales que mayor energía aporta al Sistema I nterconectado Nacional del Perú (SI NAC). Fue diseñada por el ingeniero y científico Santiago Antúnez de Mayolo y está considerada una de las obras de ingeniería más destacadas del país andino. UBICACIÓN Esta Central está ubicada en el Distrito de Huallanca en la intersección de los ríos Santa y Quitaracsa, en la Prov incia de Huaylas Departamento de Áncash, a 500 Km. al noreste de Lima y a 153 Km. al este de Chimbote. HISTORIA En mayo de 1913, el ingeniero Santiago Antúnez
de
Mayolo,
inició
la
primera
exploración a la zona del Cañón del Pato. Luego
de
v arios
meses
de
inv estigación, a principios de 1915, Antúnez de Mayolo logró concluir el lev antamiento del plano del Cañón del Pato, sintetizando el proyecto en un informe titulado “Proyecto de la instalación Hidro- Electro-Química del Cañón del Pato sobre el Río Santa, Perú”. Dicho documento fue presentado al Ministerio de Fomento y Obras Públicas como requisito para la formación del expediente de concesión del uso de las aguas del río Santa. Sin embargo, fue recién en 1943, luego que una misión de ingenieros norteamericanos confirmara la factibilidad del proyecto, que el gobierno del Presidente Manuel Prado creara la Corporación Peruana del Santa, no solo para aprov echar el hierro de Marcona construyendo una siderúrgica en Chimbote, sino para construir la hidroeléctrica del Cañón del Pato. La construcción de la Central empezó en julio de 1944, con la perforación de los túneles.
11
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
En junio de 1996, la hidroeléctrica, como parte
de
la Empresa de
Generación
eléctrica Nor Perú S.A. pasó a ser propiedad de I nv ersiones Dominion Perú S.A, la cual cambió su razón social en 1999 a Egenor S.A.A. Finalmente, en 1999 Egenor fue adquirida por Duke Capital Corporation, de Estados Unidos. En julio de 2000, la denominación Egenor S.A.A. se cambió a Duke Energy I nternational Egenor S.A.A. y, posteriormente a Duke Energy Egenor S. en C. por A., también conocida como Duke Energy Perú. Descripción La central aprovecha las aguas del Río Santa, y el aporte del reservorio San Diego en épocas de estiaje, mediante tres tuberías a presión que dirigen el agua a seis unidades de generación con turbina tipo Pelton, ubicadas en una casa de máquinas en cav erna, empleando un salto neto de 382 metros, y un caudal de diseño de 72 m3/s. Las unidades de generación producen energía eléctrica a un niv el de tensión de 13.8 kV, la cual es elev ada a 138 kV mediante la SE. Huallanca para ser transmitida al SEI N.
Datos Osinerming
CENTRAL
CAÑON DEL PATO
EMPRESA
EGENOR
TIPO DE CENTRAL UBICACIÓN
HIDRAULICA
DEPARTAMENTO
ANCASH
PROVINCIA
HUAYLAS
DISTRITO
HUALLANCA
LOCALIDAD
HUALLANCA
ALTITUD
1423 msnm
TIPO FUENTE DE AGUA POTENCIA EFECTIVA NÚMERO DE UNIDADES PUESTA EN SERVICIO
12
HIDRAULICA DE PASADA RIO SANTA - RESERVORIO SAN DIEGO 263.4 MW 6 1958 INSTALACIONES ELÉCTRICAS
3.5.- CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE MACHUPICCHU El
proyecto
Rehabilitación
de
de
Fase la
de
Central
Hidroeléctrica Machupicchu, desde el punto de v ista físico-político se encuentra en el Distrito de Machupicchu, Prov incia de Urubamba del Departamento del Cusco. Asimismo, se encuentra en un amplio recodo del río Vilcanota y bordea el Santuario Histórico de Machupicchu, la unidad de conserv ación más importante del país por la riqueza natural y cultural que alberga. HISTORIA La I I Fase de Rehabilitación de la Central Hidroeléctrica Machupicchu contempla la ampliación de la capacidad de generación hidroeléctrica de la central a trav és del incremento de los caudales de agua turbinadas, deriv ados desde el río Vilcanota; esto implicara la modificación de la central tanto en la captación operación y purga de sedimentos y aguas turbinadas. EQUIPOS USADOS Todos los equipos que requieren de protección frente a las condiciones del
medio
y
a
las
condiciones
especiales que pudieran presentarse, tanto para la protección del generador, del transformador principal y protección de
los
cables
aislados
138
kV,
básicamente. Además se contarán con serv icios auxiliares de corriente alter na (CA) y de corriente continua (CC) tanto en la alimentación como en el sistema de distribución. También se requerirá contar con sistemas y equipos complementarios, entre los cuales hallamos: • Puesta a tierra de la central
13
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
• Puesta a tierra de la subestación • Sistema de I luminación y toma de corrientes, se iluminarán, entre otros, los ambientes de la casa de máquinas, la sala de transformadores, la sala de la subestación encapsulada (GI S), la galería de cables, los accesos comunes y los accesos peatonales en las obras superficiales. • Cables de potencia y control para la conexión de equipos e instrumentos de la instalación. Descripción
Datos Osinerming
CENTRAL
MACHUPICCHU
EMPRESA
EGEMSA
TIPO DE CENTRAL UBICACIÓN
HIDRAULICA
DEPARTAMENTO
CUSCO
PROVINCIA
URUBAMBA
DISTRITO
MACHUPICCHU
LOCALIDAD
INTIHUATANA
ALTITUD
1707 msnm
TIPO FUENTE DE AGUA POTENCIA EFECTIVA NÚMERO DE UNIDADES PUESTA EN SERVICIO
HIDRAULICA DE PASADA RIO VILCANOTA 88.8 MW 3 2001 (repotenciación)
SUBESTACIÓN ELEVADORA 13.8/138 kV
SALA DE MÁQUINAS
14
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
4. CONCLUSIONES La energía hidroeléctrica no solo es renov able y barata: es la más antigua en nuestro país y sigue siendo la más relev ante dentro de la matriz energética nacional. Mejora el desarrollo económico y la calidad de la v ida en el área serv ida. Los proyectos hidroeléctricos requieren mucha mano de obra y ofrecen oportunidades de empleo. Los caminos y otras infraestructuras pueden dar a los pobladores mayor acceso a los mercados para sus productos, escuelas para sus hijos, cuidado de salud y otros serv icios sociales. Además, la generación de la energía hidroeléctrica proporciona una alternativ a para la quema de los combustibles fósiles, o la energía nuclear, que permite satisfacer la demanda de energía sin producir agua caliente, emisiones atmosféricas, ceniza, desechos radioactiv os ni emisiones de .
5. BIBLIOGRAFIA
15
http://www.osinerg.gob.pe/newweb/uploads/GFE/1.2%20COMPENDIO%20CENTRALES% 20ELECTRICAS%20SEIN.pdf www.wikipedia.com http://www.minem.gob.pe/_detallenoticia.php?idSector=6&idTitular=5392
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
