Centrales Hidroeléctricas en Ecuador: Un Análisis de la Generación de Energía Renovable, Guías, Proyectos, Investigaciones de Hidrología

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FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA CIVIL

HIDROLOGÍA

CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

INTRODUCCIÓN

En el Ecuador y el mundo entero existes diferentes tipos o métodos de crear

energía, métodos que afectan al planeta y otros no.

Este es el caso de la energía renovable que cuidan el ambiente, energía que

utiliza los recursos inagotables de la naturaleza, como la biomasa, las radiaciones

solares o el viento.

Entre las energías renovables se cuentan la energía eólica, la geotérmica, la

mareomotriz, la solar, la undimotriz, la biomasa, los biocarburantes y la

hidroeléctrica.

La energía hidroeléctrica es una de las más utilizadas en el Ecuador y en el

mundo, la electricidad generada por el movimiento del agua es aprovechada a

través de centrales hidroeléctricas. La lluvia o el agua de deshielo, provenientes

normalmente de colinas y montañas, crean arroyos y ríos que desembocan en el

océano. La energía que generan esas corrientes de agua puede ser considerable,

y aprovechable.

Para el aprovechamiento de la energía hidroeléctrica fue necesaria la construcción

de centrales hidroeléctricas, una central hidroeléctrica es aquella en la que la

energía potencial del agua almacenada en un embalse se transforma en la energía

cinética necesaria para mover el rotor de un generador, y posteriormente

transformarse en energía eléctrica.

Las centrales hidroeléctricas se construyen en los cauces de los ríos, creando un

embalse para retener el agua. Para ello se construye un muro grueso de piedra,

hormigón u otros materiales, apoyado generalmente en alguna montaña. La masa

de agua embalsada se conduce a través de una tubería hacia los álabes de una

turbina que suele estar a pie de presa, la cual está conectada al generador. Así, el

agua transforma su energía potencial en energía cinética, que hace mover los

álabes de la turbina.

CENTRALES HIDROELÉCTRICAS EN EL ECUADOR

Cumbayá Ubicación: Pichincha

Compañía que opera: EEQSA Fecha de inauguración: A mediados de 1960 Potencia Nominal: 2.6 MW

Potencia efectiva: 2.2. MW Esta Central aprovecha las aguas del río San Pedro después de haber generado 14 Mw en la Central de Guangopolo. Los remanentes del mismo río son captados previamente en una boca y son conducidos a un túnel de 8 Km de longitud por tres metros de diámetro interior, a razón de 22 metros cúbicos por segundo. La capacidad es de 4 000 metros cúbicos de agua, longitud 1 000 metros, ancho promedio 180 metros y profundidad 3 metros. Nayón Ubicación: Pichincha

Fecha de inauguración: 31 de Julio de 1974

Compañía que opera: EEQSA Potencia nominal: 20 MW

Potencia ef La^ Central Hidroeléctrica Nayón entró en operaciones, hace más de 40 años, para aportar al sistema de generación de la EEQ, mediante la captación directa de las aguas turbinadas de la Central Hidroeléctrica Cumbayá y de los caudales del río Machángara ectiva: 40 MW

Guangopolo Ubicación: Pichincha

Fecha de inauguración: Abril de 1977

Compañía que opera: EEQSA Potencia nominal: 15 MW

Potencia efectiva: 30 MW Se asienta en la cuenca bajo el rio San Pedro y Pita. La Central Termoeléctrica Guangopolo se encuentra ubicada en el Valle de los Chillos, Provincia de Pichincha. El 23 de mayo de 1961, se crea al Instituto Ecuatoriano de Electrificación, INECEL, como una Institución Pública para el manejo del Sistema Eléctrico del Ecuador.

En abril de 1977 inicia la operación comercial de la Central Termoeléctrica Guangopolo con una potencia instalada de 31.2 MW, y en marzo de 1981 se da inicio a la operación de la Central Termoeléctrica Santa Rosa con una capacidad instalada de 51 MW. El 6 de enero de 1999, luego de la escisión del INECEL se constituye la Compañía de Generación Termoeléctrica TERMOPICHINCHA S.A, encargándose de la operación, mantenimiento, producción y comercialización de la energía producida en las Centrales Termoeléctricas Guangopolo y Santa Rosa.

de 6.2425,02 desde abril de 2016 hasta julio de 2017. Pisayambo- Pucará

Ubicación: Tungurahua

Fecha de inauguración: 19 de marzo de 2015

Compañía que opera: ELEPCO S.A.

Potencia nominal: 7.0 MW Potencia efectiva: 7.0 MW

La laguna de Pisayambo constituye el embalse de la central, y se encuentra a una altitud de 3.537 m.s.n.m. con una extensión de 8 Km2 y a una distancia aproximadamente de 160 Km al sureste de Quito. Agoyán Ubicación: Tungurahua

Fecha de inauguración: 20 de junio del 2007

Compañía que opera: INECEL

Potencia nominal: 76.0 MW Potencia efectiva: 69. 2 MW

La Central Agoyán fue concebida para aprovechar el caudal del río Pastaza, está localizada en la provincia de Tungurahua a 180 km al sureste de la capital Quito y a 5 km al este de la ciudad de Baños, en el sector denominado Agoyán de la parroquia Ulba, en la vía principal de entrada al sector amazónico ecuatoriano.

Proyecto hidroeléctrico Sopladora

Ubicación: Cañar-Azuay

Fecha de inauguración: 25 de agosto de 2016

Compañía que opera: INECEL

Potencia nominal: 1075.0 MW Potencia efectiva: 1075.0 MW

Ha aportado al S.N.I. una energía neta de 2.303, GWh desde abril de 2016 hasta julio de 2017.

Durante su construcción 15 mil habitantes de la zona de construcción del proyecto se beneficiaron mediante la implementación de prácticas de compensación a través de programas de desarrollo integral y sostenible.

Según el MEER (Ministerio de Electricidad y Energía Renovables), la capacidad efectiva en generación de energía que hoy tiene Ecuador es en gran medida fruto del gran proceso de innovación de infraestructuras que se ha llevado a cabo entre 2007 y 2017, cuando entraron en operación 27 centrales eléctricas. Esto ha provocado una capacidad efectiva de más de 7.000 MW que, frente a la demanda máxima nacional, que está en torno a los 3.692 MW, supone un desaprovechamiento de energía de casi el 50%. (Consejo Nacional de Electricidad

(CONELEC))

Red interconectada de distribución de energía eléctrica. Se denomina Sistema Nacional Interconectado al sistema integrado por los elementos del sistema eléctrico conectados entre sí, el cual permite la producción y transferencia de energía eléctrica entre centros de generación y centros de consumo. En el Ecuador, existe un sistema nacional interconectado (SNI) y otros

MATRIZ ENERGÉTICA

La matriz energética es un modelo de mercado único que refleja las circunstancias

nuevas del sistema energético. Se desarrolla una matriz energética individual para

cada país y para cada región dependiendo de su situación de partida, sus retos y

sus objetivos. (Claudia Karger,2014)

La matriz energética se refiere a una representación cuantitativa de toda la energía

disponible, en un determinado territorio, región, país, o continente para ser

utilizada en los diversos procesos productivos.

Tal como existen dos tipos de fuentes de energía, también las hay de matrices:

matriz energética primaria y matriz energética secundaria.

Matriz energética primaria

La primera alude a las diversas energías en el estado en que se extraen de la

naturaleza, sin mediar procesos que la transformen, como la hidráulica, eólica,

solar, gas natural, petróleo, etc.

Matriz energética secundaria.

Las fuentes de energía secundarias, incluyen los diversos productos energéticos

elaborados a partir del procesamiento de las energías primarias, como

electricidad, gas distribuido por redes, derivados de los hidrocarburos.

Matriz energética mundial. Fuente: AIE citado por Hans Zanvliet, El pico del petróleo y el destino de la humanidad, 2011.

A modo de clasificación de este potencial hidroeléctrico de una cuenca podemos

diferenciar el potencial teórico bruto (PHTB), el potencial técnico aprovechable

(PHTA)

Potencial hidroeléctrico bruto

Para una cuenca determinada y para un punto determinado de evacuación de sus

aguas recogidas en la misma, es la energía máxima hidráulica obtenible en un

determinado tiempo (un año hidrológico normalmente). En otras palabras, es la

energía total entregada por un caudal de agua al discurrir por su cauce entre dos

cotas sin pérdidas de carga y sin considerar incidencias para aprovechar el salto

en su totalidad (sociales, geológicas, ecológicas, económicas, técnicas, etc.). Es,

La oferta de energía renovable (hidroelectricidad, bagazo, leña, carbón vegetal y

electricidad renovable) en el Ecuador en relación a la oferta total de energía en el

2012 alcanzó el 4.0%. (Consejo Nacional de Electricidad (CONELEC))

Cifras del Sector Petrolero Ecuatoriano. Banco Central del Ecuador. Cálculos del Autor.

ENERGÍA

• Curva de carga y demanda

La carga de un sistema de distribución de energía eléctrica es la parte terminal del sistema que convierte la energía eléctrica a otra forma de energía. La suma de las intensidades o potencias de placa de todos los artefactos de consumo dependientes del sistema de distribución de energía

eléctrica, o de una parte de él, constituyen su carga conectada (CC) y representa la máxima demanda posible de una instalación. (Willis ,2002).

La demanda eléctrica de un sistema es la intensidad de corriente, o potencia eléctrica, relativa a un intervalo de tiempo específico, que absorbe su carga para funcionar. Ese lapso se denomina intervalo de demanda, y su indicación es obligatoria a efecto de interpretar un determinado valor de demanda. (Willis ,2002).

Artículo The new electronic frontier -distribution design, de Robert Wolff. Electrical World, Mayo de 1982, p.

El diagrama de carga es la relación potencia versus variación de tiempo. Esta relación muestra que potencia debe proporcionar la central en un tiempo determinado para cubrir con la demanda, pero sucede que esta demanda de energía eléctrica es variable en cada época del año, en cada día del año y, dentro de cada día, es variable también a las distintas horas día.