Conocimientos básicos sobre pequeñas centrales hidroeléctricas.

¿Cómo se dividen las centrales eléctricas grandes, medianas y pequeñas? Según las normas actuales, las que tienen una capacidad instalada inferior a 25000 kW se clasifican como pequeñas; las de tamaño mediano, con una capacidad instalada de entre 25000 y 250000 kW; y las de gran escala, con una capacidad instalada superior a 250000 kW.
¿Cuál es el principio básico de la generación de energía hidroeléctrica?
La generación de energía hidroeléctrica consiste en aprovechar la energía hidráulica (mediante una caída de agua) para impulsar la rotación de maquinaria hidráulica (turbina de agua), convirtiendo la energía del agua en energía mecánica. Si se conecta otro tipo de maquinaria (generador) a la turbina de agua para generar electricidad durante su rotación, la energía mecánica se convierte en energía eléctrica. En esencia, la generación de energía hidroeléctrica es el proceso de convertir la energía potencial del agua en energía mecánica y, posteriormente, en energía eléctrica.
¿Cuáles son los métodos de explotación de los recursos hídricos y los tipos básicos de centrales hidroeléctricas?
Los métodos de aprovechamiento de los recursos hídricos se seleccionan en función de la concentración del caudal, y existen, a grandes rasgos, tres métodos básicos: tipo presa, tipo derivación y tipo mixto. Sin embargo, estos tres métodos deben adaptarse a las condiciones naturales específicas del tramo fluvial. Las centrales hidroeléctricas construidas según los distintos métodos de aprovechamiento presentan diseños de núcleo y composiciones de edificios completamente diferentes, por lo que también se dividen en tres tipos básicos: tipo presa, tipo derivación y tipo mixto.
¿Qué normas se utilizan para clasificar los proyectos de centros de conservación de agua e hidroeléctricos y los edificios agrícolas, industriales y residenciales correspondientes?
Se deben seguir estrictamente las normas de clasificación y diseño para proyectos de conservación de agua y centrales hidroeléctricas emitidas por el antiguo Ministerio de Recursos Hídricos y Energía Eléctrica, SDJ12-78, y la clasificación debe basarse en el tamaño del proyecto (volumen total del embalse, capacidad instalada de la central eléctrica).
5. ¿Qué son el caudal, la escorrentía total y el caudal medio anual?
El caudal se refiere al volumen de agua que pasa por un río (o estructura hidráulica) en una unidad de tiempo, expresado en metros cúbicos por segundo; la escorrentía total se refiere a la suma del caudal total de agua a través de la sección del río dentro de un año hidrológico, expresado como 10⁴ m³ o 10⁸ m³; el caudal medio anual se refiere al caudal medio anual de una sección transversal del río calculado en base a series hidrológicas existentes.
6. ¿Cuáles son los componentes principales de los proyectos de centros hidroeléctricos a pequeña escala?
Consta principalmente de cuatro partes principales: estructuras de retención de agua (presas), estructuras de descarga de crecidas (averate o compuertas), estructuras de desviación de agua (canales o túneles de desviación de agua, incluidos pozos de compensación) y edificios de la central eléctrica (incluidos canales de descarga y estaciones de bombeo).
7. ¿Qué es una central hidroeléctrica de escorrentía? ¿Cuáles son sus características?
Una central hidroeléctrica sin embalse de regulación se denomina central hidroeléctrica de escorrentía. Este tipo de central se selecciona en función de la capacidad instalada, considerando el caudal medio anual del río y la altura de caída de agua disponible. No puede operar a plena capacidad durante todo el año con una tasa garantizada del 80%. Generalmente, solo alcanza su funcionamiento normal durante unos 180 días. Durante la estación seca, la generación de energía disminuye drásticamente a menos del 50%, llegando incluso a ser incapaz de generar electricidad. Está limitada por el caudal natural del río y se produce una gran cantidad de agua residual durante la temporada de lluvias.

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8. ¿Qué es la producción? ¿Cómo se estima la producción de una central hidroeléctrica y se calcula su generación de energía?
En una central hidroeléctrica, la energía eléctrica generada por un grupo electrógeno se denomina potencia de salida, mientras que la potencia de salida de un tramo determinado del caudal de un río representa los recursos hidroeléctricos de dicho tramo. La potencia de salida del caudal es la energía del agua por unidad de tiempo.
N=9.81 QH
En la fórmula, Q es el caudal (m3/s); H es la altura del agua (m); N es la potencia de la central hidroeléctrica (W); El coeficiente de eficiencia de un generador hidroeléctrico.
La fórmula aproximada para la producción de pequeñas centrales hidroeléctricas es
N=(6.0~8.0)QH
La fórmula para la generación anual de energía es
E=N·F
En la fórmula, N es la producción promedio; T son las horas de utilización anuales.
9. ¿Qué es la producción garantizada? ¿Cuál es su propósito?
La producción media que una central hidroeléctrica puede generar durante un largo periodo de funcionamiento, correspondiente a la tasa de garantía de diseño, se denomina producción garantizada de la central. La producción garantizada de las centrales hidroeléctricas es un indicador importante y constituye una base fundamental para determinar la capacidad instalada de las centrales en la fase de planificación y diseño.
10. ¿Cuáles son las horas de utilización anual de la capacidad instalada?
El tiempo promedio de operación a plena carga de un grupo electrógeno hidroeléctrico durante un año. Es un indicador importante para medir los beneficios económicos de las centrales hidroeléctricas, y las pequeñas centrales hidroeléctricas deben alcanzar más de 3000 horas de utilización anual.
11. ¿Qué son la regulación diaria, la regulación semanal, la regulación anual y la regulación plurianual?
La regulación diaria se refiere a la redistribución de la escorrentía dentro de un día y una noche, con un ciclo de regulación de 24 horas. Regulación semanal: El ciclo de regulación es de una semana (7 días). Regulación anual: La redistribución de la escorrentía dentro de un año. Cuando se abandona el agua durante la temporada de lluvias, solo una parte del agua excedente almacenada durante la temporada de lluvias puede regularse, lo que se llama regulación anual incompleta (o regulación estacional); La regulación de la escorrentía que puede redistribuir completamente el agua entrante dentro del año según los requisitos de uso de agua sin necesidad de abandonar el agua se llama regulación anual. Regulación plurianual: Cuando el volumen del embalse es suficientemente grande, el agua excedente puede almacenarse en el embalse durante muchos años, y luego el agua excedente puede usarse para compensar el déficit. La regulación anual, que solo se usa en varios años secos, se llama regulación plurianual.
12. ¿Cuál es el desnivel y la pendiente de un río?
La diferencia de elevación entre las superficies de agua de las dos secciones transversales del tramo fluvial utilizado se denomina desnivel; la diferencia de elevación entre las superficies de agua de las dos secciones transversales del nacimiento del río y el estuario se denomina desnivel total. El desnivel por unidad de longitud se denomina pendiente.
13. ¿Qué es la precipitación, la duración de la precipitación, la intensidad de la precipitación, el área de precipitación y el centro de la tormenta?
La precipitación es la cantidad total de agua que cae sobre un punto o área determinada durante un período de tiempo específico, expresada en milímetros. La duración de la precipitación se refiere a la duración de la misma. La intensidad de la precipitación se refiere a la cantidad de precipitación por unidad de área, expresada en milímetros por hora. El área de precipitación se refiere al área horizontal cubierta por la precipitación, expresada en km². El centro de la tormenta se refiere a una pequeña área local donde se concentra la lluvia.
14. ¿Cuál es la tasa de garantía de diseño para las centrales hidroeléctricas? ¿Tasa de garantía anual?
La tasa de garantía de diseño de una central hidroeléctrica se refiere al porcentaje del número de horas de funcionamiento normales durante muchos años de funcionamiento en comparación con el total de horas de funcionamiento; la tasa de garantía anual se refiere al porcentaje de años de trabajo de generación de energía normal sobre el número total de años de funcionamiento.
¿Cuál es el propósito de preparar un libro de tareas de diseño?
El objetivo de elaborar un manual de diseño para pequeñas centrales hidroeléctricas es determinar el proyecto constructivo básico y servir de base para la preparación de los documentos de diseño preliminar. Constituye uno de los procedimientos constructivos fundamentales y, además, uno de los medios que utilizan las autoridades competentes para la regulación macroeconómica.
¿Cuál es el contenido principal del libro de tareas de diseño?
El contenido principal del libro de tareas de diseño incluye ocho aspectos:
Debe incluir todo el contenido del informe de planificación de cuencas hidrográficas y del estudio de viabilidad. Es coherente con el diseño preliminar, diferenciándose únicamente en la profundidad del problema de investigación.
Analizando y describiendo las condiciones geológicas e hidrogeológicas de las zonas de construcción dentro de la cuenca, se puede elaborar un mapa a escala 1/500000 (1/200000 o 1/100000) con una mínima exploración geológica. Es fundamental determinar las condiciones geológicas, la profundidad del lecho rocoso, la profundidad de la capa de cobertura del lecho fluvial y los principales problemas geológicos en la zona del proyecto.
Recopilar datos hidrológicos, analizarlos, calcularlos y seleccionar los principales parámetros hidrológicos.
Trabajo de medición. Recopilar mapas topográficos a escala 1/50000 y 1/10000 del área del edificio; mapa topográfico a escala 1/1000 a 1/500 del área de la fábrica en el sitio de construcción.
Realizar cálculos hidrológicos y de regulación de escorrentía. Selección y cálculo de diversos niveles y alturas de agua; cálculos de balance eléctrico y energético a corto y largo plazo; selección preliminar de la capacidad instalada, el modelo de unidad y el cableado eléctrico principal.
Comparar y seleccionar los tipos de estructuras hidráulicas y diseños de bujes, y realizar cálculos hidráulicos, estructurales y de estabilidad, así como cálculos de cantidades de ingeniería.
Análisis de evaluación económica, demostración de la necesidad y evaluación de la racionalidad económica de la construcción de ingeniería.
Evaluación del impacto ambiental, estimación de la inversión en ingeniería y plan de implementación de ingeniería del proyecto.
17. ¿Qué es una estimación de inversión en ingeniería? ¿Estimación de inversión en ingeniería y pronóstico de ingeniería?
El presupuesto de ingeniería es un documento técnico y económico que detalla todos los fondos necesarios para la construcción de un proyecto. El presupuesto general del diseño preliminar es un componente importante del documento de diseño preliminar y la base principal para evaluar la racionalidad económica. El presupuesto total aprobado es reconocido por el Estado como un indicador importante de la inversión básica en construcción y sirve de base para la elaboración de los planos de construcción y los diseños para licitación. La estimación de la inversión en ingeniería corresponde al monto invertido durante la etapa de estudio de factibilidad. El presupuesto de ingeniería es el monto invertido durante la fase de construcción.
¿Por qué necesitamos elaborar un diseño de organización de la construcción?
El diseño de la organización de la construcción es una de las bases principales para la elaboración de presupuestos de ingeniería. La tarea más básica consiste en calcular los precios unitarios en función de diversas condiciones, como el método de construcción determinado, la distancia de transporte y el plan de construcción, y elaborar una tabla de presupuestos unitarios de ingeniería.
19. ¿Cuál es el contenido principal del diseño de la organización de la construcción?
El contenido principal del diseño de la organización de la construcción es el trazado general de la obra, el progreso de la obra, las desviaciones de la obra, el plan de intercepción, el transporte externo, las fuentes de materiales de construcción, el plan de construcción y los métodos de construcción, etc.
¿Cuántas etapas de diseño existen en los proyectos actuales de construcción básica de infraestructuras hidráulicas e hidroeléctricas?
Según los requisitos del Ministerio de Recursos Hídricos, debe haber planificación de cuencas hidrográficas; propuesta de proyecto; estudio de viabilidad; diseño preliminar; diseño de licitación; seis etapas que incluyen el diseño de planos de construcción.
21. ¿Cuáles son los principales indicadores económicos de las centrales hidroeléctricas?
La inversión unitaria en kilovatios es la inversión requerida por kilovatio de capacidad instalada.
La inversión unitaria en electricidad se refiere a la inversión requerida por kilovatio hora de electricidad.
El costo de la electricidad es la tarifa que se paga por kilovatio hora de electricidad.
Las horas de utilización anual de la capacidad instalada son una medida del grado de utilización de los equipos de la central hidroeléctrica.
El precio de la electricidad es el precio por kilovatio hora de electricidad vendida a la red.
¿Cómo se calculan los principales indicadores económicos de las centrales hidroeléctricas?
Los principales indicadores económicos de las centrales hidroeléctricas se calculan utilizando la siguiente fórmula:
Inversión en kilovatios unitarios = inversión total en la construcción de la central hidroeléctrica / capacidad instalada total de la central hidroeléctrica
Inversión unitaria en electricidad = inversión total en la construcción de centrales hidroeléctricas / generación media anual de energía de las centrales hidroeléctricas
Horas de utilización anual de la capacidad instalada = generación de energía anual promedio / capacidad instalada total


Fecha de publicación: 24 de junio de 2024

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