produccion de energia electrica

HIDROENERGIA INGENIERIA CIVIL-UNC

PRODUCCION DE ENERGIA ELECTRICA EN EL PERU Y EL MODELO MÁS UTILIZADO PARA LA GESTION DEL SISTEMA

INTERCONECTADO NACIONAL

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I. AUTOR:

o BAZAN BRIONES, Edgard.

II. RESUMEN:

El presente informe tiene por finalidad dar a conocer todo lo relacionado con la producción de energía eléctrica en el Perú y la investigación del alumno que ayudara a conocer el modelo utilizado para la gestión del sistema interconectado nacional.

III. INTRODUCCIÓN:

La producción de electricidad se realiza siempre a través de una central hidroeléctrica, una instalación capaz de convertir la energía mecánica, obtenida mediante otras fuentes de energía primaria, en energía eléctrica.

IV. OBJETIVOS :

General:

Conocer el proceso de producción de energía eléctrica en el Perú.

Específicos:

Conocer como se produce energía eléctrica en el Perú. Conocer lo referente al sistema interconectado nacional.

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V. ALCANCES.

Este trabajo es de suma importancia para el alumno y también para los profesionales que están relacionados con la carrera profesional de ingeniería civil.

VI. MARCO TEÓRICO.

Central Hidroeléctrica

Son instalaciones que generan energía eléctrica utilizando caídas de agua, sin costo de combustible. Su operación es simple, mantenimiento mínimo y vida útil prolongada.

Una Central Hidroeléctrica es aquella que genera electricidad a partir del uso del agua como fuerza motriz. Para ello, utiliza cuatro elementos fundamentales: agua, caída, turbina y generador. Primero se reúnen las aguas disponibles (lagunas, ríos, lagos), se conducen a un embalse y se ubica la altura que proporciona la caída.

Las aguas son conducidas por túneles y canales y luego por una tubería de presión, de acero muy resistente y de un diámetro adecuado, por toda la pendiente del cerro. Esta caída es la base fundamental de las centrales hidroeléctricas ya que, junto con la presión del agua, dan la potencia necesaria para mover las ruedas hidráulicas.

El agua llega a una galería de distribución desde donde pasa por una cámara de válvulas hacia las turbinas. Desde que el agua ingresa a la galería de distribución ya está en la central misma es decir, en la casa de máquinas.

Luego, el agua es inyectada a las turbinas que son del tipo Peltón o Francis. Con la fuerza que provee la caída del agua, las turbinas empiezan a girar y hacen girar, a través de ejes, a los generadores. En los generadores es donde se produce la electricidad: la energía mecánica se convierte por polarización de electrones en energía eléctrica.

La electricidad generada pasa por los transformadores y se conduce al exterior de la central hacia una estación de salida donde

se hallan los interruptores que se conectan a las líneas de transmisión. Estas son las encargadas de llevar la electricidad a las ciudades a través de los cables y las torres de alta tensión.

Las centrales son comandadas desde una sala de mando dentro de la misma central. Ese es el lugar donde se sincronizan y se regulan todas las acciones y maniobras que el servicio requiere.

Recuerda, el agua es el elemento primordial de la generación hidroeléctrica. Ahorrando electricidad aseguramos el suministro de energía para todos los peruanos.

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Componentes de una Central Hidroeléctrica

1. Bocatoma.- Es una estructura que permite captar el agua de las fuentes hídricas y derivarla al canal de acceso.

2. Canal de Acceso.- Conduce el agua desde la bocatoma hasta la Cámara de Carga y/o Desarenador.

Puede ser de tierra o revestido, dependiendo del tipo de suelo y de la capacidad.

3. Cámara de Carga y/o Desarenador.- Es un deposito diseñado para cumplir la función de alimentar constantemente con agua a la tubería de presión, evitando que ingrese materiales extraños que puedan perturbar el buen funcionamiento de la turbina.

4. Canal de Demasías.- Es el desfogue del agua sobrante de la Cámara de Carga y arrastra a la vez los cuerpos extraños que ingresaron por el canal de acceso.

5. Canal de Descarga.- Es por donde el agua después de entregar su energía a la turbina retorna al rio, o a otro canal para continuar con el riego.

6. Tubería de Presión.- Es la que conduce el agua desde la Cámara de Carga hasta la turbina, entregándola a la presión generada por el desnivel de la caída.

7. Casa de Maquinas.- Es el lugar donde se encuentra instalada el grupo hidroeléctrico, conformado por: Turbina, Generador Eléctrico, Tablero de control, Regulador Automático.

8. Subestación elevadora – Línea de Transmisión – Subestación de Bajada.-

Es el caso de que el Centro de Consumo se encuentre relativamente distante es necesario la instalación de este rubro que permite conducir la energía eléctrica desde la casa de maquinas hasta la punto de llegada.

9. Red de Distribución Secundaria.- En el Centro de Consumo, donde la energía eléctrica será utilizada en diversas actividades.

Grupo Hidroeléctrico1) Turbina Hidráulica.- Diseñada bajo conceptos hidráulicos avanzados y

eminentemente funcionales, lo cual garantiza un servicio eficiente y un mínimo mantenimiento. 1.1) Rodete. Fabricado en acero, con diseños de gran precisión que

garantizan altas eficiencias, balanceados, estática y dinámica. El eje va soportado sobre rodamientos de alta capacidad de carga.

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1.2) Inyector y mecanismo de regulación de caudal. El agua en el inyector es regulado por alabe aerodinámico mediante un sistema de palanca-tornillo-volante.

1.3) Sistema de Transmisión Potencia de la turbina al generador.Puede ser por acoplamiento directo o por poleas y fajas. Con un PD2 adecuado.

1.4) Junta de Montaje. Permite el acoplamiento de la turbina con la tubería de presión.

1.5) Chasis. Estructura que soporta el grupo hidroeléctrico, fabricado en acero estructural.

2) Generador Eléctrico.- Con alta capacidad de arranque de motores, monofásico o trifásico, 60Hz, en 220 y/o 380 voltios, de 1800, 1200 y 900 RPM.

3) Un Tablero de Control.- Constituido por instrumentos básicos: amperímetros, voltímetros, frecuencímetro y llave general.

4) Un Regulador Automático de Carga.- Mantiene estable la frecuencia y el voltaje, frente a la variación que pudiera presentarse en el consumo de energía eléctrica.

El funcionamiento de una central eléctrica básicamente responde al esquema:

Donde la energía mecánica puede proceder de distintas fuentes; de la energía potencial del agua almacenada en un embalse.

Para convertir la energía mecánica en eléctrica se utiliza un generador que consta esencialmente de dos piezas:

ESTATOR: Parte metálica que permanece en reposo y que está cubierta en su interior por hilos de cobre que forman diversos circuitos.

ROTOR: Parte interior del estator que gira por la acción de la turbina. Su parte más interna consiste en un eje que lo une a la turbina, y su parte más externa está

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cubierta por circuitos que se transforman en electroimanes cuando se les aplica una pequeña cantidad de corriente.

ESQUEMA FUNCIONAMIENTOEl movimiento que el agua, viento o vapor de agua imprime a la turbina, hace que el rotor comience a girar a gran velocidad, produciéndose unas corrientes eléctricas en el interior del estator que proporcionan al generador la fuerza electromotriz capaz de producir energía eléctrica a cualquier sistema conectado a él.

Todas las centrales eléctricas constan de un sistema de "turbina - generador", variando de unas a otras la forma en la que se acciona la turbina, es decir, la fuente de energía primaria utilizada para generar energía eléctrica.

La producción de electricidad ha experimentado una gran evolución durante los últimos tiempos debido al incremento del consumo. Así, por ejemplo, En marzo la producción de energía eléctrica registró una aumento de 1.7 por ciento, respecto a similar mes del año 2008, alcanzando la cifra de 2,792 gigavatios hora (Gwh), informó el Ministerio de Energía y Minas (MEM). Para el mes de abril se ha proyectado que la producción de energía ascienda a 2,697 Gwh, lo que representaría un crecimiento de 1.2 por ciento en promedio.

Por ello, no se ha aumentado tan sólo el número de MW producidos, sino que también se han ampliado y modificado las fuentes de producción de energía durante estos años. No solamente se ha tenido en cuenta la potencia demandada, sino también otros factores como los recursos naturales disponibles, la eficiencia y el impacto medioambiental que producen en la Naturaleza.

Indudablemente la electricidad es uno de los principales elementos del desarrollo humano

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en la era moderna, pero para que ésta se encuentre presente en nuestra vida diaria ha sido necesario que el hombre la fuera conociendo poco a poco y fuera descubriendo sus diversas 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 renovables.

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 vapor y cuyo combustible principal es todavía el petróleo.

Las Centrales Hidroeléctricas de nuestro país conforman desde el año 2000 un único sistema interconectado de transmisión, conocido como el Sistema Interconectado Nacional (SIN).

Para una mejor explicación distinguiremos el SIN en 2 sub-sistemas:

A) El Sistema Interconectado Centro Norte.

Es el de mayor capacidad, ya que genera casi 3 mil megawatts. Abastece a las principales ciudades del país como: Piura, Chiclayo, Trujillo, Chimbote, Huaraz, Huánuco, Tingo María, Cajamarca, Huancayo y Lima. La principales centrales hidroeléctricas que componen este sistema son:

1) Carhuaquero:Ubicada en Cajamarca, aprovecha las aguas del río Chancay y cuenta con una caída neta de 475 m para generar 75 Megavatios (Mw). Fue puesta en servicio en 1988 y pertenece a la empresa EGENOR S.A.

2) Cañón del Pato: Ubicada en Ancash, a 120 Km. de Chimbote en la provincia de Huaylas, utiliza las aguas del río Santa aprovechando una caída de 395 m y generando 154 Megawatts (Mw). Fue puesta en servicio en dos etapas: 1958 y 1981 respectivamente. Pertenece también a EGENOR S.A.

3) Gallito Ciego:Ubicada en la provincia de Contumazá, en Cajamarca. Genera 34 Megawatts. Ha sido entregada en concesión definitiva a la empresa Cementos Norte Pacasmayo.

4) Central Hidroeléctrica Santiago Antúnez de Mayolo:Ubicada en el departamento de Huancavelica, provincia de Tayacaja. Produce 798 Mw, con una caída neta de 748 m también con turbinas Pelton. Fue puesta en servicio en dos etapas 1973 y 1979 respectivamente.

5) Restitución: Esta central recibe las aguas ya utilizadas en la Central Antúnez de Mayolo a través de una caída de 258 m generando 216 Mw. Fue puesta en operación en 1984. Ambas componen el complejo hidroenergético más grande del país y pertenecen a Electroperú

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S.A.

6) Cahua: Ubicado en Pativilca, al norte de Lima, aprovecha las aguas del río Pativilca a través de una caída de 215 m produciendo 41 Mw. Fue puesta en servicio en 1967 y abastece de electricidad a Huacho, Supe, Paramonga, Pativilca y Barranca.

7) Huinco: Es la principal central hidroeléctrica de Lima. Su producción es de 262 Mw a través de 4 generadores. La cuenca hídrica que abastece a Huinco es recogida de las lagunas de Marcapomacocha y Antacoto a 5 mil m.s.n.m. Las aguas son derivadas a través de una caída neta de 1.245 m para ser absorbidas por 8 turbinas Pelton. Fue puesta en operación en 1965. Además de Huinco, otras centrales hidroeléctricas abastecen a la ciudad de Lima. Todas ellas pertenecen a la empresa EDEGEL S.A.:

· Central Matucana: Construida en 1971 genera 120 Mw. con una caída de 980 m.

· Central Moyopampa: Inaugurada en 1951 genera 63 Mw. con una caída de 460 m.

· Central Callahuanca: Puesta en servicio en dos etapas 1938 y 1958 respectivamente y genera 71 Mw. con una caída de 426 m.

· Central Huampaní:Puesta en servicio 1962, genera 31 Mw con una caída de 185 m.

. Central Yanango:Ubicada en la provincia de Chanchamayo, departamento de Junín. Genera 40.5 Mw y fue puesta en servicio el año 2001.

. Central Chimay: Ubicada en la provincia de Moyobamba, departamento de Junín. Genera 11 Mw y fue puesta en servicio el año 2001.

B) El Sistema Interconectado Sur

Suministra energía a una población de más de seis millones de habitantes. Entre las principales ciudades que abastece están Arequipa, Cusco, Tacna, Moquegua, Juliaca, Ilo y Puno. En este Sistema Interconectado con 711 kilómetros de líneas de transmisión se hallan las siguientes centrales hidroeléctricas:

1) Charcani VUbicada en Arequipa, esta central es una de las más modernas del país. Fue inaugurada en 1988. Genera 136.8 Mw con una caída de agua de 690 m y pertenece a la Empresa EGASA.

2) Machu Picchu

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Ubicada en la provincia de Urubamba cerca a las ruinas de Machu Picchu en el Cusco. Genera 110 Mw y su caída neta es de 345 m. Esta Central trabaja con turbinas tipo Francis y fue puesta en servicio en 3 etapas: 1964, 1972 y 1984 respectivamente. Luego de su desactivación en febrero de 1998 debido a los graves daños ocasionados por un aluvión, esta central volvió a operar el año 2002.

3) Aricota 1 y 2Se localizan en la provincia de Candarave, en el departamento de Tacna. Aricota I fue construida en 1967 y en la actualidad produce 23.80 Mw con una caída de agua de 617 m a través de un sistema de turbinas Pelton. Aricota 2 genera 11.9 Mw. Estas centrales pertenecen a la empresa EGESUR S.A.

4) San GabánUbicada en la provincia de Carabaya, en el departamento de Puno. Es una moderna central que genera 110 Mw de potencia.

Nombre de Central

HidroelectricaPotencia Instalada Hidráulica

Cañon del Pato 264.4

Carhuaquero 95Galito Ciego 38.1

Yanango 42.8Huinco 258.4

Huanchor 20Cahua 43.1

Huampani 31.5Callahuanca 75.1Matucana 128.6

Moyopampa 69Yaupi 108

Malpaso 54.4Chimay 153

S. A. de Mayolo 798

Restitución 210Machupicchu 90Sab Gaban II 113.1Charcani V 145.4Aricota 1 24.3

Existen 13 proyectos de centrales hidroeléctricas en fase de estudio que se construirían en regiones del sur

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La Sociedad Nacional de Minería,

Petróleo y Energía (SNMPE) informó hoy

que está en fase de estudio la construcción

de 13 centrales hidroeléctricas en las

regiones del sur de Perú y que permitirán

garantizar el abastecimiento de energía

para la economía peruana durante los

próximos años.

El Comité Eléctrico de la SNMPE precisó que entre esos proyectos figuran las centrales

hidroeléctricas de Pucará, Santa Teresa, Retamal y Urub 320, las cuales se ubicarían en el

departamento de Cusco y sumarían una capacidad de generación de 820 megavatios

(Mw).

También está la Central Hidroeléctrica de Inambari con 1,500 Mw que se construiría en

una zona ubicada entre los departamentos de Madre de Dios y Puno.

En Puno se planea construir las centrales hidroeléctricas San Gabán I y San Gabán IV,

con un total de 354 Mw de capacidad de generación eléctrica.

Mientras que los proyectos de las centrales hidroeléctricas de Molloco, Tarucani,

Querque, Lluta, Lucclla y Oco 2010 se construirían en Arequipa y sumarían un aporte

superior a los 1,500 Mw.

De otro lado, se están realizado obras importantes en líneas de transmisión eléctrica como

la Línea de Transmisión Carhuamayo – Cajamarca - Carhuaquero, a cargo de la empresa

Abengoa y cuya longitud alcanzará los 700 kilómetros.

Además figuran las líneas de transmisión Mantaro – Caravelí - Montalvo y Machu Picchu

- Cotaruse, a cargo de la empresa Isonor, y que tendrán una extensión de 760 y 200

kilómetros, respectivamente.

También se encuentra en ejecución la línea de transmisión Chilca - La Planicie - Zapallal

de 94 kilómetros a cargo de la empresa ISA y que permitirá reforzar el sistema de

transmisión que une el núcleo de generación eléctrica que se ha constituido en la zona de

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Línea de transmisión Carhuaquero – Jaén.

http://www.andina.com.pe/Espanol/DownloadPhoto.aspx?myPhoto=b6NpiE6pQzU=


Chilca con el resto del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN).

Por su parte, la empresa Transmantaro realizará importantes inversiones en el

reforzamiento de la línea Mantaro - Socabaya, que permitirán que esta línea de 603

kilómetros de extensión en el centro de Perú incremente en más de 60 por ciento su

capacidad actual.

Igualmente, en los próximos 18 meses se ejecutará la Línea de Transmisión

Independencia – Ica de 220 kilovoltios (Kv), a cargo de Transmantaro.

Esta obra comprende la construcción de una línea de transmisión de 55 kilómetros e

incrementará en 100 por ciento la capacidad de transmisión de la actual línea

Independencia – Ica.

8.-metodología.

La presente monografía tiene como fin la recopilación de información concerniente al tema que se está abordando.

Dicha información es seleccionada después de extraerla del internet.

9.-recursos.

Materiales:

Memoria USB

Computadora

Papel

Impresora

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Humano:

alumnos

profesor

ANEXOS Imágenes de Central Hidroeléctrica

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Central Hidroeléctrica

CENTRAL HIDROELECTRICA DEL MANTARO

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La presa de las Tres Gargantas está situada en el curso del río Yangtsé en China y es la planta hidroeléctrica y de control de inundaciones más grande del mundo.

-Bibliografía.

Ministerio de Energia y Minas del Peru www.minem.gob.pe

Osinerg www.osinerg.gob.pe

Comité de operación económica del sistema-COES-www.coes.org.pe

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http://desenchufados.net/wp-content/uploads/2008/09/presa-de-las-tres-gargantas.jpg


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