Al revisar la historia, la energía eléctrica, a partir de su aplicación comercial, ha sido un factor determinante para la economía y el desarrollo social que, si bien inicialmente fueron hidráulicas de baja potencia con generadores de corriente continua, posteriormente se logró aumentar la potencia y la capacidad de transmisión al utilizar generadores de corriente alterna. Este tipo de generación con Pequeñas Centrales Hidroeléctricas (PCH) primó hasta mediados de la primera mitad del siglo XX. No obstante, con el fin de aunar esfuerzos, se tomó la decisión de sustituir las PCH por grandes proyectos e interconectarlos para crear un Sistema Energético Nacional. Sin embargo, el monopolio del Estado dio lugar a ineficiencias técnicas y económicas que, en conjunto con el endeudamiento, colocaron las finanzas del sector eléctrico en condiciones precarias, razón por la cual el Estado dejó de ser el monopolio para ser el ente regulador del servicio de energía eléctrica, escenario en el cual la generación con PCH es importante frente a la generación con combustibles fósiles. Dada la importancia que se requiere al decidir la construcción de una PCH, se necesita de un apoyo escrito que permita realizar el dimensionamiento de una pequeña central hidroeléctrica con criterio técnico y económico. Por tal motivo, se organizó la información necesaria para el dimensionamiento de una PCH partiendo de unos conocimientos básicos de hidráulica, mecánica y de máquinas eléctricas, complementados con aplicaciones SIG para la evaluación de recursos hidroenergéticos y el uso de máquinas reversibles.
Pequeñas centrales hidroeléctricas 2a. Edición
Ortiz Flórez, Ramiro
*Este valor puede ser aproximado y podrá variar al momento del pago.
| 2022 | eBook |
Descripción
Al revisar la historia, la energía eléctrica, a partir de su aplicación comercial, ha sido un factor determinante para la economía y el desarrollo social que, si bien inicialmente fueron hidráulicas de baja potencia con generadores de corriente continua, posteriormente se logró aumentar la potencia y la capacidad de transmisión al utilizar generadores de corriente alterna. Este tipo de generación con Pequeñas Centrales Hidroeléctricas (PCH) primó hasta mediados de la primera mitad del siglo XX. No obstante, con el fin de aunar esfuerzos, se tomó la decisión de sustituir las PCH por grandes proyectos e interconectarlos para crear un Sistema Energético Nacional. Sin embargo, el monopolio del Estado dio lugar a ineficiencias técnicas y económicas que, en conjunto con el endeudamiento, colocaron las finanzas del sector eléctrico en condiciones precarias, razón por la cual el Estado dejó de ser el monopolio para ser el ente regulador del servicio de energía eléctrica, escenario en el cual la generación con PCH es importante frente a la generación con combustibles fósiles. Dada la importancia que se requiere al decidir la construcción de una PCH, se necesita de un apoyo escrito que permita realizar el dimensionamiento de una pequeña central hidroeléctrica con criterio técnico y económico. Por tal motivo, se organizó la información necesaria para el dimensionamiento de una PCH partiendo de unos conocimientos básicos de hidráulica, mecánica y de máquinas eléctricas, complementados con aplicaciones SIG para la evaluación de recursos hidroenergéticos y el uso de máquinas reversibles.
Información adicional
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Tabla de contenido
Lista de símbolos principalesIntroducción
Capítulo 1. Desarrollo de la energía eléctrica utilizando recursos hidroenergéticos en pequeña escala
1.1. Energía eléctrica rural
1.2. La importancia de las PCH en el desarrollo
1.3. Estructura de una PCH
1.4. Tipos de pequeñas centrales hidroeléctricas
1.5. Potencia y energía de una PCH
1.6. Flujograma y estudios para el desarrollo de proyectos de PCH
Capítulo 2. El recurso hidroenergético
2.1. El ciclo hidrológico
2.2. Producción y uso del agua dulce
2.3. La cuenca hidrográfica
2.4. Diagrama simplificado de la cuenca hidrográfica
Capítulo 3. Demanda de energía eléctrica en comunidades aisladas
3.1. La comunidad no ha tenido servicio de energía eléctrica
3.2. La comunidad ha tenido servicio de energía eléctrica con un grupo de combustión interna
3.3. La comunidad tiene servicio de energía eléctrica con un grupo de combustión interna
Capítulo 4. Estudio topográfico y cartográfico
4.1. Información cartográfica
4.2. Reconocimiento de campo
4.3. Estudio topográfico
Capítulo 5. Estudio hidrológico
5.1. Existe información
5.2. Existen registros pluviométricos
5.3. Se cuenta con registros de caudal en una estación cercana
5.4. Medición de caudal
Capítulo 6. Geológicos y geomorfológicos
6.1. Estudios geológicos
6.2. Estudios geomorfológicos
Capítulo 7. Estudio de impacto ambiental
7.1. Evaluación del impacto ambiental
7.1.1. Los objetivos de la evaluación del impacto ambiental
7.1.2. Alcance de la evaluación del impacto ambiental
7.1.3. Fases de la evaluación del impacto ambiental
7.2. Desarrollo del estudio
7.3. Documentación de la evaluación ambiental
Capítulo 8. Evaluación socioeconómica
8.1. Análisis de beneficios
8.2. Análisis de ingresos y egresos
8.2.1. Ingresos del proyecto
8.2.2. Costos del proyecto
8.2.3. Utilidades
8.3. Métodos para el cálculo de la rentabilidad financiera
8.3.1. Métodos estáticos para el cálculo de rentabilidad
8.3.2. Métodos dinámicos para el cálculo de rentabilidad
8.4. La inflación y la incidencia sobre la rentabilidad
8.5. Análisis de la sensibilidad
8.6. Criterios económicos de decisión
8.7. Experiencias de financiación de PCH
8.8. La energía eléctrica de las PCH en la sociedad
Capítulo 9. Evaluación de los recursos hidroenergéticos en pequeña escala
9.1. Evaluación del potencial hidroenergético en pequeña escala
9.2. Evaluación del potencial hidroenergético en pequeña escala, en
función de las limitantes socioambientales
9.3. Evaluación del potencial técnico-hidroenergético en pequeña
escala
9.4. Estudio de prefactibilidad multicriterio y multivariable
Capítulo 10. Obras de captación
10.1. Toma lateral con espigones
10.2. Toma en el lecho
10.3. Toma convencional
10.4. Las captaciones Coanda
Capítulo 11. Desarenador
11.1. Desarenador de lavado intermitente
11.2. Desarenador de lavado continuo
11.3. Desarenador multicámara
Capítulo 12. Obra de conducción
12.1. Conducción abierta
12.2. Conducción cerrada
12.3. El aliviadero
12.4. Obras especiales
Capítulo 13. Cámara de carga
13.1. Golpe de ariete
13.2. Tanque de carga
13.3. Chimenea de equilibrio
Capítulo 14. Conducción a presión
14.1. Tubería de presión
14.2. Diámetro de la tubería de presión
14.3. Pérdidas en la tubería de presión
14.4. Espesor de la tubería
14.5. Material
14.6. Válvulas
14.7. Pautas para seleccionar una tubería de presión
Capítulo 15. Sistema de apoyos
15.1. Bloques de apoyo
15.2. Anclajes
Capítulo 16. Casa de máquinas
16.1. Proceso de transformación de energía
16.2. Transmisión de energía
16.3. Selección del número de unidades
16.4. Estabilidad del grupo turbina-generador
16.5. Anclaje de los equipos
Capítulo 17. Turbina
17.1. Caída neta
17.2. Tubo de succión
17.3. Potencia de las turbinas
17.4. Partes de una turbina hidráulica
17.5. Ecuación fundamental de las turbinas
17.6. Similitud de las turbinas
17.7. Velocidad específica ns
17.8. Eficiencia de las turbinas
17.9. Clasificación de turbinas
17.10. Turbinas de acción
17.11. Turbinas de reacción
17.12. Selección de las turbinas
17.13. Bombas que operan como turbinas
Capítulo 18. Equipo eléctrico
18.1. Generador eléctrico
18.2. El transformador
Capítulo 19. Transmisión de energía
19.1. Conexión de la PCH al sistema electro-energético
19.2. Calidad del servicio de energía eléctrica
19.3. Medición de variables de la PCH
19.4. Protecciones de la PCH
19.5. Control de una PCH
19.6. Operación normal de la PCH
19.7. Transmisión de energía eléctrica en el sistema interconectado
19.8. Transmisión de energía eléctrica es un sistema monofilar con retorno a tierra (SWER)
19.9. Transmisión de energía eléctrica en el sistema aislado
Bibliografía
PhD en Evaluación de Recursos Hidroenergéticos del Instituto Energético de Moscú, magíster en Centrales Eléctricas y Subestaciones. Profesor de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad del Valle, Cali - Colombia.
Autor del libro Pequeñas centrales hidroeléctricas (Ed. McGraw-Hill, 2002); y del libro Generación térmica (Ediciones de la U), galardonado con el Premio Diodoro Sánchez en 2002 otorgado por la Sociedad Colombiana de Ingeniería. ce: pamupo@univalle.edu.co; ramiro@emcali.net.co.
