2. Índice:
1-Breve descripción de la tecnología actual. Requerimientos. Combustibles.
Ejemplos reales.
2-Limitaciones técnicas, rendimientos máximos.
3-Tratamiento legislativo (ayudas a productores).
4-Coste de inversión en infraestructuras (€/kw instalado).
5-Coste de energía producida.
6-Ventajas e inconvenientes de la tecnología utilizada y de la energía producida.
Tanto de funcionamiento propio, disponibilidad, dependencia etc. como para el
sistema eléctrico español.
7-Periodos de amortización.
3.
4. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA TECNOLOGÍA ACTUAL.
COMBUSTIBLES
-Una minicentral es una instalación de producción de energía a partir
de la explotación de un salto de agua, con la particularidad de tener
unas dimensiones reducidas.
-Según el RD 1217/1991, del 10 de abril, se considera una minicentral a
aquella que tiene una potencia instalada de menos de 10.000 Kw.
-En otros ámbitos una minicentral es aquella que esta dotada de una
azud de altura inferior a 10 m.
- Son instalaciones que tratan de aprovechar la energía cinética del
agua en movimiento.
5. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
ELEMENTOS DE UNA CENTRAL MINIHIDRÁULICA
-Rio
-Azud
-Canal de derivación
-Cámara de carga
-Tubería forzada
-Central
- Restitución
7. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
TIPOS SEGÚN EL EMPLAZAMIENTO
-Centrales de agua fluyente. Captan una parte del
caudal del río, lo trasladan hacia la central y una vez
utilizado, se devuelve al río.
-Centrales de pie de presa. Se sitúan debajo de los
embalses destinados a usos hidroeléctricos o a otros
usos, aprovechando el desnivel creado por la propia
presa.
- Centrales en canal de riego o de abastecimiento.
13. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
TECNOLOGÍA ACTUAL
Importante saber que cuanto mas elevada es la caída, mayor es la
producción de energía, y la tecnología va a depender del caudal y del
diseño de este.
- Para ello se hace un estudio hidrológico, previendo su caudal
máximo, mínimo, medio, en años secos, húmedos, etc.…
- Por medio de cálculos se hallaran el salto bruto(Hb), el salto útil(Hu),
el salto neto(Hn) y las perdidas de carga.
14. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
TECNOLOGÍA ACTUAL
Importante saber que cuanto mas elevada es la caída, mayor es la
producción de energía, y la tecnología va a depender del caudal y del
diseño de este.
- Para ello se hace un estudio hidrológico, previendo su caudal
máximo, mínimo, medio, en años secos, húmedos, etc.…
- Por medio de cálculos se hallaran el salto bruto(Hb), el salto
útil(Hu), el salto neto(Hn) y las perdidas de carga.
16. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
TECNOLOGÍA ACTUAL
La turbina hidráulica es el elemento clave de una minicentral.
Tenemos dos grupos : turbinas de acción y turbinas de reacción.
En un turbina de acción la presión del agua se convierte primero
en energía cinética, y en una de reacción la presión del agua
actúa como una fuerza sobre la superficie de los alabes y
decrece a medida que avanza hacia la salida.
17. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
TECNOLOGÍA ACTUAL
TURBINAS DE ACCIÓN:
Son aquellas que aprovechan únicamente la velocidad del flujo
del agua para hacerlas girar, el mas utilizado es el denominado
turbina PELTON, aunque existen otras.
18. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
TECNOLOGÍA ACTUAL
TURBINAS DE ACCIÓN:
-La PELTON se emplea en saltos elevados que tienen poco caudal, el chorro
de agua entra en la turbina dirigido y regulado por uno o varios inyectores
incidiendo en los alabes y provocando el movimiento de giro de la turbina.
-Estas turbinas tienen alta capacidad y bajo coste de mantenimiento, y
funcionan con una amplia variedad de caudales, se pueden instalar con eje
horizontal o vertical.
19. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
TECNOLOGÍA ACTUAL
TURBINAS DE REACCIÓN:
-Este tipo de turbinas cuentan con un diseño de rotor que
permite aprovechar la presión que aún le queda al agua a su
entrada para convertirla en energía cinética, esto hace que el
agua al salir del rotor tenga una presión por debajo de la
atmosférica.
20. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
TECNOLOGÍA ACTUAL
TURBINAS DE REACCIÓN:
Las más utilizadas son las Francis o Kaplan, y casi siempre constan de los
siguientes elementos:
- carcasa.
- rodete.
- distribuidor.
- difusor.
La FRANCIS, se adapta muy bien a todo tipo de saltos y caudales, y
cuenta con un rango de utilización muy grande. Se caracteriza pro
recibir el fluido de agua en dirección radial, y a medida que esta
recorre la maquina hacia la salida en dirección axial.
21. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
TECNOLOGÍA ACTUAL
TURBINAS DE REACCIÓN:
Las más utilizadas son las Francis o Kaplan, y casi siempre constan de los
siguientes elementos:
- carcasa.
- rodete.
- distribuidor.
- difusor.
La FRANCIS, se adapta muy bien a todo tipo de saltos y caudales, y
cuenta con un rango de utilización muy grande. Se caracteriza pro
recibir el fluido de agua en dirección radial, y a medida que esta
recorre la maquina hacia la salida en dirección axial.
28. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
LIMITACIONES TÉCNICAS
-La construcción de nuevas instalaciones están en
conflicto con el uso del suelo y del agua.
-La construcción de nuevas instalaciones tienen
difícil acceso y altos costes que encarecerían el
coste del kw.
29. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
RENDIMIENTOS MÁXIMOS
-En una misma turbina, los rendimientos son muy
variables y dependen, naturalmente, del caudal, ya
que la altura del salto es constante. A falta de otros
datos, las turbinas se proyectan para que sus
rodetes den el máximo rendimiento a los ¾ de
carga, es decir, para un caudal igual al 75% del
máximo admisible.
30. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
RENDIMIENTOS MÁXIMOS
Para determinar el rendimiento hay que tener en cuenta todas las
perdidas que se producen, y que determinaran su rendimiento:
-rozamiento del agua en el tubo de aspiración.
-perdidas en el rodete, producidas por el choque de entrada y por el
cambio brusco de velocidad.
-rozamiento del agua en el distribuidor.
-distancia que hay entre el distribuidor y el rodete, por donde escapa
el agua.
-resistencias pasivas en los cojinetes, gorrones, etc.
- velocidad de salida del agua, que provoca perdidas en la turbina.
32. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
TRATAMIENTO LEGISLATIVO
- Libro Blanco para una Estrategia Común y un Plan
de Acción para las Energías Renovables
-Directiva 2001/77/CE, que propone:
- Objetivos nacionales cuantificables para el consumo de electricidad
generada con renovables.
- Esquemas de promoción de la electricidad verde. (Posibilidad de un
sistema armonizado en la UE).
- Simplificación de los procedimientos administrativos de autorización.
- Acceso garantizado para la transmisión y distribución de dicha
electricidad.
33. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
AYUDAS A PRODUCTORES
-Se considera una prima equivalente al 40%
de la tarifa media o de referencia y con una
tasa anual del 1,4%
38. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
VENTAJAS
- Usan una forma renovable de energía, es inagotable.
-Cuidadosa con el medio ambiente, pues no crea residuos de ningún tipo.
-No se consume agua, ya que el agua se devuelve al cauce del rio.
-Se trata de una energía limpia, pues no contamina el aire ni el agua.
-Puede traer beneficios adicionales, protección contra inundaciones, suministro
de agua, caminos, navegación y aun ornamentación del terreno y turismo.
-Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.
-Las obras de ingeniería necesarias tienen una duración considerable.
-La turbina hidráulica es una maquina sencilla, eficiente y segura.
- Generación de empleo en su construcción
39. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
INCONVENIENTES
-Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy
altos.
-El emplazamiento determinado por características naturales, puede
estar lejos del centro o centros de consumo y exigir la construcción de
un sistema de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento
de la inversión y en los costos de mantenimiento y perdida de energía.
-La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación
con la de las centrales termoeléctricas.
-La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y
de año en año.
-Todas las afecciones ambientales considerados anteriormente.
44. CENTRALES MINIHIDRÁULICAS
SUPERFICIE NECESARIA POR KW INSTALADO
-En cuanto a la superficie necesaria por kw. Instalado, en este
tipo de instalaciones es muy complicado hacer un calculo, ya
que depende mucho del terreno donde se instale la presa, el
pantano, la altura que tenga, ya que puede llegar a ocupar un
terreno muy amplio, o no tanto para producir la misma cantidad
de energía, etc…además habría que tener en cuenta la
duración de la instalación, que es muy longeva, por lo cual es
tan variable que no se podría dar un dato aproximado.
47. CENTRALES MARINAS
INTRODUCCIÓN
-La energía de las olas es una forma almacenada y concentrada
de energía solar.
- Los vientos fuertes que soplan en la costa oeste de Europa hacen
de esta zona un lugar ideal para explotar la energía de las olas.
- La tecnología de la energía de las olas es relativamente nueva,
todavía se están llevando a cabo investigaciones sobre la energía
de las olas
48. CENTRALES MARINAS
FORMAS DE ENERGÍA DE LOS OCÉANOS Y
EJEMPLOS
- Energía de las corrientes
- Energía osmótica
- Energía térmica oceánica
- Energía mareomotriz
- Energía de las olas
49. CENTRALES MARINAS
ENERGÍA DE LAS CORRIENTES
corrientes de las hidrogeneradores electricidad o fluido
mareas y a presión
oceánicas
52. CENTRALES MARINAS
ENERGÍA DE LAS CORRIENTES
-Prototipo Seagen en Reino Unido
- Prototipo OpenHidro en Escocia
- Prototipo Hammerfest Strom en
Noruega
53. CENTRALES MARINAS
ENERGÍA DE LAS CORRIENTES
-Prototipo Seagen en Reino Unido
- Prototipo OpenHidro en Escocia
- Prototipo Hammerfest Strom en Noruega
- Prototipo Sabella en Gran Bretaña
70. CENTRALES MARINAS
LIMITACIONES TÉCNICAS
Y TAMBIÉN:
-LIMITACIONES EN EL ALMACENAJE DE LA
ELECTRICIDAD PRODUCIDA
- LIMITACIONES EN EL TRANSPORTE DE LA
ELECTRICIDAD PRODUCIDA
72. CENTRALES MARINAS
TRATAMIENTOS LEGISLATIVO (AYUDAS A PRODUCTORES)
El marco regulatorio de la energía marina en España viene
determinado por:
-El RD 661/2007. Las ayudas son:
-RD 1028/2007.
73. CENTRALES MARINAS
TRATAMIENTOS LEGISLATIVO (AYUDAS A PRODUCTORES)
Autoridad competente:
-Estado: Ministro de Industria, de Comercio y de Turismo.
- DGPEM (Dirección General de la Política Energética y
de Minas).
74. CENTRALES MARINAS
COSTE DE INVERSIÓN EN INFRAESTRUCTURAS
(€/KW INSTALADO)
Coste total de la instalación:
- Energía de las olas: de 2,5 a 6 M€/MW instalado.
- Energía de las corrientes: de 2 a 4,4 M€/MW instalado.
Las actividades de mantenimiento pueden estimarse en el orden
de 12 a 15 €/MWh en verano para una planta cercana a la costa
y de 30 €/MWh en invierno para una planta más alejada.
75. CENTRALES MARINAS
COSTE DE ENERGÍA PRODUCIDA
-Energía de las olas: entre 13c€/kWh a 49c€/kWh, con un
coste medio entre 24c€/kWh y 28c€/kWh.
- Energía de las corrientes: entre 10c€/kWh a 20 c€/kWh,
con un coste medio entre 13 c€/kWh y 17 c€/kWh.
76. CENTRALES MARINAS
VENTAJAS
-Es una fuente de energía renovable.
-No contaminante.
-Silenciosa.
-Idónea para los lugares donde no llegan las redes de suministro
convencionales.
-Bajo costo de materia prima.
-No concentra población.
- Disponible en cualquier época del año y cualquier clima.
77. CENTRALES MARINAS
INCONVENIENTES
-Produce impacto ambiental, visual y estructural sobre el paisaje
costero.
-Localización puntual.
-Dependen de la amplitud de las mareas o de la meteorología.
-Impacto sobre la fauna y la flora.
-Traslado de energía muy costoso.
-Potencia limitada.
- Alto coste de las instalaciones.
78. CENTRALES MARINAS
PERIODOS DE AMORTIZACIÓN
Los periodos de amortización son muy largos, debido al alto
coste inicial de las instalaciones, y a la necesidad de un
mantenimiento caro, por eso las reticencias a invertir en este
tipo de centrales.
79.
80. Introducción
Se obtiene mediante la extracción y
aprovechamiento del calor interno de la Tierra
Recurso renovable
De elevada disponibilidad
Producida en el interior del planeta
Se trasmite al exterior por conducción térmica
81. Tierra
Gran inercia térmica
Almacena y mantiene el calor estacionalmente
Estabilización de la temperatura por profundidad
82. SISTEMA GEOTÉRMICO – BOMBA DE CALOR
Mucho mas productiva que una convencional
Menor gradiente de temperatura
Menor gasto energético
83. Tipos de áreas térmicas
AREAS HIDROTÉRMICAS
Agua a alta presión
Roca permeable cercana a la fuente
84. SISTEMAS DE ROCA CALIENTE
Rocas impermeables
Hasta 300º
2 perforaciones
86. SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO
CONVERSIÓN DIRECTA
Donde predomina el vapor seco
Supercalentado a 180ºC-185ºC y 0,8 MPa-0,9 MPa
Directo a las turbinas
Agua reconducida
92. CICLO COMBINADO
Zonas de agua líquida
Utiliza un segundo líquido con menor punto de ebullición
Puede utilizar yacimientos de temperatura media
94. LIMITACIONES TÉCNICAS Y
RENDIMIENTOS MÁXIMOS
IMPORTANTE IMPACTO AMBIENTAL
Emisiones gaseosas
Emisiones líquidas
Impacto ambiental
Peligro de contaminación de las aguas
95. RENDIMIENTOS
Cada metro cuadrado irradia constantemente
0.06 vatios
Recurso finito, la zona se va consumiendo
1 pozo – 5 MW – 10 a 20 años
96. Se utiliza en 16 países
En producción de energía eléctrica 1191 MW
Y en calefacción alrededor de 6400 MW.
97. AYUDAS A LOS PRODUCTORES
Preparación de la documentación correspondiente y pago
de tasas
Entrega de la documentación en el registro y sello de la
hoja de mantenimiento
Recogida del Certificado de Instalación Térmica
Prima de referencia
Plazo Tarifa regulada c€/kWh
c€/kWh
primeros 20 anos 6,8900 3,8444
a partir de entonces 6,5100 3,0600
98. Documentación a presentar ante el Servicio
Territorial de Industria:
5 ≤ P ≤ 70 kW 7 ≤ S ≤ 100 m² P > 70 kW S > 100 m²
Carpeta de Instalaciones Térmicas Carpeta de Instalaciones Térmicas
Hoja de nombramiento Hoja de nombramiento
Solicitud de inscripción Solicitud de inscripción
Memoria Técnica Proyecto visado
- Certificado de dirección de obra
Certificado de instalación térmica Certificado de instalación térmica
- Contrato de mantenimiento
Autoliquidación de tasas Autoliquidación de tasas
99. COSTE DE INVERSIÓN EN
INFRAESTRUCTURAS
Viabilidad del proyecto depende de:
Los costes del terreno
Los costes de las perforaciones
Los costes de las instalaciones
Los os costes de operación y mantenimiento
La cantidad de energía generada
El valor de mercado de la energía
100. Costes de la instalación
Plantas pequeñas (<5 MW) de 1600 a 3000 euros / MW
Plantas medianas (5-30 MW) de 1300 a 2500 euros /MW
Plantas grandes (>30MW) de 1150 a 2200 euros / MW
101. COSTES DE LA ENERGÍA PRODUCIDA
Costes de operación y mantenimiento
Plantas pequeñas (< 5 MW) de 0,8 a 1,4 c euros/KWh
Plantas medianas (5-30 MW) de 0,6 a 0,8 c euros/KWh
Plantas grandes (>30 MW) de 0,4 a 0,7 c euros/KWh
Costes de generación
4 a 8 c euros/KWh
Menor en conversión directa (4ª6)
Mayor en ciclo binario (5ª8)
102. VENTAJAS
Su coste es bajo y no implica riesgos.
Es una fuente que evitaría a muchos países la
dependencia energética del exterior.
Los residuos que produce son mínimos y
ocasionan menor impacto ambiental que los
originados por el petróleo, carbón…
103. INCONVENIENTES
Emisión de ácido sulfhídrico y de CO2.
Posible contaminación de aguas próximas con
sustancias como arsénico, amoniaco…
Contaminación térmica.
Deterioro del paisaje.
No se puede transportar.
104. PERIODOS DE AMORTIZACIÓN
Rápida
2 a 5 años para una instalación de geotermia
solar
Bajos costes
Alta eficiencia respecto a una bomba de calor
Permite ahorrar hasta 70% calefacción
