Análisis energético de una cuenca hidrológica para el aprovechamiento del recurso hídrico en el diseño de una mini central hidroeléctrica

Abstract

El presente Trabajo de Suficiencia profesional, estudia la alternativa de analizar dos cuencas hidrológicas (Llaylla y Chalhuamayo), para el aprovechamiento del recurso hídrico en la generación de energía eléctrica, cuyo objetivo es determinar el potencial energético de cada cuenca, que a su vez influye en el diseño de las mini centrales hidroeléctricas, la cual se localiza en el distrito del mismo nombre, provincia de Satipo, departamento de Junín. Así mismo, la investigación de acuerdo a las características epistemológicas es de naturaleza cuantitativa, puesto que, a partir de un modelo hipotético, sus variables son totalmente medibles, los cuales se obtienen a partir de los procesos desarrollados en la presente tesis, para la variable se utiliza el método de recolección de datos históricos de las estaciones meteorológicas, con una percepción de la realidad Objetiva y con un razonamiento deductivo. Inicialmente, en la investigación se describe la situación de la demanda energética del Perú con fuentes obtenidas del Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional (COES), al analizar la tendencia de la demanda energética de los 5 últimos años en el Perú, se aprecia que la generación de energía con diferentes tipos de recursos es inferior a la Máxima Demanda de energía requerida. Para este problema, se plantea analizar las cuencas hidrológicas y determinar el potencial energético de dichas cuencas en la generación de energía eléctrica a través de las mini centrales hidroeléctricas, dicha energía al ser conectado al Sistema Interconectado Nacional (SEIN), amplía la producción de energía y ayuda a satisfacer la Máxima demanda. Así mismo, para el desarrollo de la investigación, se ha recopilado información del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú (SENAHI), Autoridad Nacional del Agua (ANA), instituto geográfico del Perú los cuales son: levantamiento topográfico, registro histórico de caudales medios, registro histórico de precipitaciones máximas, geología del terreno y condiciones de la zona de trabajo. Para determinar el estudio hidrológico de las quebradas en mención, se considera la estimación de las descargas máximas a partir de reporte de precipitaciones máximas en 24 horas registradas en las estaciones cercanas al lugar, para periodos de retorno de 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000 y 2000 años a través de un análisis de frecuencia. Finalmente, para determinar el potencial energético, es necesario una inspección de la Topografía y el estudio geológico de campo, para la ubicación de las estructuras, y determinar el salto neto óptimo, para este estudio se considera un salto neto de 90m, una eficiencia del transformador de 0.89 y la eficiencia del generador de 0.95

This Professional Sufficiency Research studies the alternative of analyzing two hydrological basins (Llaylla and Chalhuamayo), for the use of the water resource in the generation of electrical energy, whose objective is to determine the energy potential of each basin, which in turn influences in the design of small hydroelectric plants, which is located in the district of the same name, province of Satipo, department of Junín. Likewise, research according to epistemological characteristics is quantitative in nature, since, from a hypothetical model, its variables are fully measurable, which are obtained from the processes developed in this thesis, for the variable The method of collecting historical data from meteorological stations is used, with a perception of Objective reality and with deductive reasoning. Initially, the research describes the situation of energy demand in Peru with sources obtained from the Committee of Economic Operation of the National Interconnected System (COES), when analyzing the trend of energy demand in the last 5 years in Peru, it is appreciated that the generation of energy with different types of resources is less than the Maximum Energy Demand required. For this problem, it is proposed to analyze the hydrological basins and determine the energy potential of these basins in the generation of electrical energy through small hydroelectric plants, said energy being connected to the National Interconnected System (SEIN), expands energy production and helps meet the maximum demand. Likewise, for the development of the research, information has been compiled from the National Service of Meteorology and Hydrology of Peru (SENAHI), National Water Authority (ANA), geographic institute of Peru which are: topographic survey, historical record of flows media, historical record of maximum rainfall, terrain geology and conditions of the work area. To determine the hydrological study of the mentioned streams, the estimate of the maximum discharges is considered from the report of maximum rainfall in 24 hours registered in the stations near the place, for return periods of 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000 and 2000 years through frequency analysis. Finally, to determine the energy potential, an inspection of the Topography and the geological field study is necessary for the location of the structures, and determine the optimal net jump, for this study a net jump of 90m is considered, an efficiency of the transformer of 0.89 and the efficiency of the generator of 0.95.