TRABAJO OBLIGATORIO ENERGIA HIDRAULICA
Enviado por angelrojas78 • 3 de Diciembre de 2021 • Trabajos • 5.537 Palabras (23 Páginas) • 54 Visitas
Parte 1: Análisis de caudales
1. SITUACIÓN DE LA CENTRAL
Se trata de una minicentral de agua fluyente.
Datos hidrológicos | Salto bruto: 6 m Caudales: Situados en el archivo caudales.xls. |
Obra civil | Azud, de 2m de altura y 3 de anchura. Línea eléctrica en terreno llano de 1km de longitud, de 15 kV. Camino de acceso de 10 metros, en terreno ligeramente accidentado. |
Datos económicos | Estudio económico a 25 años. Recursos propios: 50% Préstamo: 50% (a 20 años) Tipo de interés: 5% Amortización 4% (a 20 años) Subvención: 0% Impuestos: 35% Inflación: 0% |
Notas:
No se requiere dejar pasar un caudal de servidumbre, puesto que está situada junto al azud y en el caso de estar parada, el agua sobrante sobrepasará el azud, continuando libremente por el cauce del río.
El salto bruto es de 6 metros. Desde el nivel máximo aguas arriba del salto y la superficie libre del agua en el punto de carga hay 0,50 metros. El nivel de desagüe de la turbina coincide con el punto de descarga del caudal, y se prevén unas pérdidas de carga del 4% del salto útil.
2. ANÁLISIS DE CAUDALES
Se han obtenido, de la Confederación Hidrográfica del Ebro, los datos tomados en la estación de Aforo de Calatayud, que se encuentran en el archivo caudales.xls. De ellos, se puede obtener una serie temporal de caudales de 14 años. Debe tenerse en cuenta que el año hidrológico comienza el 1 de Octubre.
2.1. Curvas de caudal
Parte 1. Calcular el caudal medio diario del año promedio. |
Parte 2. Obtener el hidrograma, la curva de caudales clasificados y la curva de caudales medios clasificados |
2.2. Posibles caudales de equipamiento
Parte 3. Determinar 6 posibles caudales de equipamiento (mínimo 6 caudales), partiendo del caudal medio, en delante de 2 en 2 unidades. |
2.3. Determinación del salto útil
Parte 4. Obtener el salto útil y el salto neto de la minicentral. |
2.4. Selección del equipo electro-mecánico
Parte 5. Teniendo en cuenta los datos de caudal medio anual y el salto neto, seleccionar los dos tipos de turbinas más apropiados para la minicentral. |
[pic 1]
- Selección de turbinas en función del caudal y la altura del salto.
Parte 6. Aproximar el rendimiento de las turbinas en función del grado de carga mediante una función matemática, representando el resultado de la aproximación en una gráfica. |
[pic 2]
- Rendimiento de las turbinas en función del grado de carga.
2.5. Cálculo de la potencia eléctrica
Para realizar este cálculo, se supondrá que cada día circula durante las 24 horas el caudal medio diario del año promedio. Así, tenemos que la potencia eléctrica neta es:
Potencia Eléctrica Neta = 9,81 · Hn · Q · ηt · ηg · ηtr (kW) |
Se tomará un rendimiento del generador y del transformador del 95% y del 99% respectivamente. Tener en cuenta el caudal mínimo técnico y el caudal de equipamiento.
Parte 7. Calcular la potencia diaria generada y la potencia a instalar para cada caudal de equipamiento (de ambas turbinas). |
2.6. Energía generada
Parte 8. Calcular la energía anual generada para cada caudal de equipamiento (de ambas turbinas) y representar la curva de energía (que relaciona la energía generada y el caudal de equipamiento). |
2.7. Caudal de equipamiento de máxima producción
Parte 9. Una vez obtenida la curva de la energía, obtener el caudal de equipamiento de máxima producción (Qem) de cada turbina y calcular la potencia instalada para dichos caudales. |
Puede seleccionarse como Qem el de mayor producción obtenido del análisis, siempre que exista un caudal mayor cuya producción sea menor (es decir, que se vea claramente que para caudales superiores la producción es menor). Como parte extra, puede realizarse interpolando 8 puntos de la curva de energía mediante una función matemática (y representar dicha función gráficamente). Buscar el máximo de la curva interpolada, que será el Qem, y calcular la potencia instalada para ese caudal.
Parte 2 de 3: Análisis de la rentabilidad económica
3. ANÁLISIS DE LA RENTABILIDAD ECONÓMICA
Una vez obtenido el Qem de cada turbina, ya se ajusta más el rango de posibles caudales de equipamiento. Por ello, continuaremos el estudio con el caudal de máxima energía de cada turbina (Qem, obtenido en el apartado anterior) y, como mínimo, de 3 caudales más: 0,7·Qem, 0,8·Qem, 0,9·Qem.
Una vez calculada la energía obtenida con cada uno de ellos, se calcularán los ingresos generados por la venta de la energía producida, se calcularán los costes de cada instalación y finalmente se realizará la selección de inversiones, mediante el VAN y el TIR, cuya plantilla se adjunta en la hoja “caudales.xls”.
Pero vayamos por partes:
3.1. Cálculo de la energía generada para Qem e inferiores
Calcular, del mismo modo que en el punto 2, la energía generada para cada uno de los Qem de cada turbina y, como mínimo, de 3 caudales más: 0,7·Qem, 0,8·Qem, 0,9·Qem.
3.2. Cálculo de los ingresos generados
Para calcular los ingresos generados, suponiendo que se vende la producción a un distribuidor, con las tarifas vigentes en el momento de la realización de este trabajo obligatorio.
Parte 10. Calcular la retribución anual para los caudales de equipamiento de este apartado. |
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