andritz group pequeÑas centrales hidroelÉctricas … · 2019-03-21 · francis, válvulas de...

PEQUEÑAS CENTRALES

HIDROELÉCTRICAS COMO

ALTERNATIVAS PARA GENERACIÓN

A CORTO PLAZOING. CARLOS ALBERTO SGRO - ANDRITZ HYDRO. C.A.

ING. JOSÉ MIGUEL PÉREZ GODOY CONSULTOR INDEPENDIENTE

ING. JESUS AUGUSTO GOMEZ CONSULTOR INDEPENDIENTE

ANDRITZ GROUP

FEBRERO, 2019

CONTENIDO

1. Grupo ANDRITZ y su Presencia en Venezuela

2. Equipos ANDRITZ, PCH´s Experiencia Recientes

3. Compact Hydro: Rango y Comparación Grandes / Pequeñas Unidades

4. Posibles Proyectos para PCHs en Venezuela

5. Evaluación en Embalses Existentes

6. Beneficios para la Estabilización de la Red Eléctrica

7. Inventario Preliminar, Potencial Estados Mérida y Barinas

8. CONCLUSIONES

ANDRITZ es un proveedor líder a nivel mundial de plantas, equipos, sistemas y servicios para centrales hidroeléctricas,

para la industria de pulpa y papel, para la industria metalúrgica y siderúrgica, y para la separación de sólidos / líquidos

en sectores municipales e industriales, así como para la alimentación animal y la granulación de biomasa.

Presencia global

Sede en Graz, Austria; Más de 280 centros de producción y empresas de servicios y ventas en todo el mundo.

CIFRAS FINANCIERAS:

GRUPO ANDRITZ

3

VENTAS POR REGION EN 2017 (%)

Mercados

emergentes:

42%Europa &

America del Norte:

58%

5,889

MEUR

UNIT Q1-Q3 2018 Q1-Q3 2017 2017

Pedidos recibidos MEUR 4,738.0 4,112.5 5,579.5

Cartera de pedidos al final del periodo) MEUR 6,882.8 6,650.8 6,383.0

Ventas MEUR 4,200.8 4,143.6 5,889.1

Ingreso neto (incluyendo intereses minoritarios) MEUR 156.2 191.4 265.6

Empleados (al final del período sin aprendices) - 26,397 25,686 25,566

/ ANDRITZ HYDRO / PRESENTATION CAF CARACAS, FEBRERO 2019

PRESENCIA EN VENEZUELA

5

✓ Dos (2) Máquinas PELTON de 180 kW en 1908.

✓ Cincuenta y Dos (52) Máquinas entre los años 1908 y 1969 ,

para una Potencia Total de 35,17 MW durante los primeros

61 Años.

✓ Treinta (30) Máquinas entre los años 1969 y 2012, para una

Potencia Total de 9.116 MW durante los últimos 50 Años.

GURI II:10 x 770 MW Francis (5 como EUROBRAS)

CARUACHI 12 x 183 MW Kaplan

PEÑA LARGA 2 x 40 MW Francis

J.A. PAEZ 4 x 60 MW Pelton

SAN AGATON: 2 x 150 MW Pelton

MACAGUA II / III Gobernadores

Guri II : 6.300 MW Francis 10 x 630 MW

Caruachi : 2.196 MW Kaplan 12 x 183 MW

San Agatón : 300 MW Pelton 2 x 150 MW

J.A. Páez : 240 MW Pelton 4 x 60 MW

Peña Larga : 80 MW Francis 2 x 40 MW

9.116 MW de Capacidad Instalada en Venezuela

1

10

9

8

7

6

5

43

2

1) Gates (Compuertas)

2) Penstocks (Tubería Forzada)

3) Inlet valve (Válvula de Admisión)

4) Turbine (Turbina)

5) Generator (Generador)

6) Automation, control and protection (AT)

(Automatizacion, control y protección)

7) Medium voltage switchgear (Interruptores de media tension)

8) Power transformer (transformador eléctrico)

9) High voltage switchgear ( Interruptor de alto tension)

10) Transmission line (Línea de transmission)

EQUIPOS ANDRITZ – SOLUCIÓN

“FROM WATER-TO-WIRE”

ANDRITZ HYDRO / PRESENTATION CAF CARACAS, FEBRERO 20196

COMPACT HYDRO

7

Concepto “Water to Wire” (W2W)


Cable

(Wire)

Alto/

Medio

Voltaje

ACP

AuxiliaresGeneradorTurbinaCivil

Agua

(Water)

Solución COMPACT HYDRO

Río

Lago

Presa

Obra de toma

Tubería

Turbina

Válvula

Regulador

de Velocidad

Generador

AVR

Automatización

Control

Protección

Refrigeración

Lubricación

Transformador

Auxiliar

Transformador

de Potencia

Subestación

Línea Transmisión

Red Interconectada

- industrial

- doméstica

Alcance del

Suministro

NUESTRA EXPERIENCIA

/ ANDRITZ HYDRO / PRESENTATION CAF CARACAS, FEBRERO 2019 8

Como parte de nuestra experiencia en Pequeñas Centrales Hidroeléctricas,

referenciamos algunos de nuestros más importantes proyectos desarrollados desde el

año 2000 en Colombia, Ecuador y Perú:

➢Compact Hydro

(MÁQUINAS CON POTENCIA POR UNIDAD MENOR A 30 MW)

(*) Excepción CH Carlos Lleras, Antioquia - Colombia

Pequeñas Centrales Hidroeléctricas

NUESTRA EXPERIENCIA

ANDRITZ HYDRO / PRESENTATION CAF CARACAS, FEBRERO 2019 9

C.H. Carlos Lleras Restrepo

2 Francis Verticales de 40,42 MW

Cliente: Hidralpor S.A. E.S.P. (Sector: PRIVADO)

En Operación

Diseño, Fabricación y Suministro en obra de Dos Turbinas

Francis, Válvulas de Admisión y Generadores a cargo de

Andritz Hydro GmbH – Alemania

Alcance de Andritz Hydro - Colombia:

“On shore”, Montaje, Supervisión y Transporte local de todos los equipos.

Tablero Regulador Electrónico, Tablero Control Turbina y SCADA, Equipos de Protección, Servicios

Auxiliares eléctricos, Transformadores de Potencia, Equipos hidromecánicos para las obras de

derivación, Puente grúa, Sistema de enfriamiento, ventilación y aire acondicionado y Sistema de aire

comprimido.


NUESTRA EXPERIENCIA


CH AGUA FRESCA

Cliente: Generadora Unión (Sector: PRIVADO)

1 Pelton Vertical 8 MW

En Operación

Suministro, transporte a sitio, montaje, puesta en servicio de: turbina, generador, válvula admisión,

regulador de velocidad, regulador voltaje automatización, sistemas de protección y medida,

transformador, válvula seguridad tubería


NUESTRA EXPERIENCIA


CH MONTAÑITAS

Cliente: Celsia ( Sector: PRIVADO )

2 Pelton Verticales 13 MW

Suministro, transporte a sitio, montaje, puesta en servicio de: turbina, generador, válvula

admisión, regulador de velocidad, regulador voltaje automatización, sistemas de protección y

medida, sistemas CO2


NUESTRA EXPERIENCIA


CH CARUQUIA / CH GUANAQUITAS

Cliente: HMV Ingenieros (Sector: PRIVADO)

2 X 1 Francis horizontal 10 MW

Suministro, transporte a sitio, montaje, puesta en servicio de: turbina, generador, válvula de

admisión, regulador de velocidad, regulador voltaje


NUESTRA EXPERIENCIA


CH AMAIME / CH ALTO TULUA / CH BAJO TULUA

Cliente: EPSA (Sector: PRIVADO)

3 x 2 Francis Horizontales 10 MW

Suministro, transporte a sitio, puesta en servicio de: Turbina con recubrimiento ANTI-ABRASIÓN,

generador, válvula admisión, regulador de velocidad, regulador voltaje, válvula de alivio de

presiones.


NUESTRA EXPERIENCIA


CH CUCUANA

Cliente: EPSA (Sector: PRIVADO)

2 Pelton Horizontales dobles 2 x 12 MW

Suministro, transporte a sitio, puesta en servicio de: turbina, generador twin 24 MW, válvula

admisión, regulador de velocidad, regulador voltaje.


NUESTRA EXPERIENCIA


CH EL POPAL

Cliente: HMV Ingenieros (Sector: PRIVADO)

2 Francis Horizontales de 10 MW

Suministro, transporte a sitio, montaje, puesta

en servicio de: turbina, generador, válvula

admisión, regulador de velocidad, regulador

voltaje.


NUESTRA EXPERIENCIA


CH PROVIDENCIA I / CH PROVIDENCIA III

Cliente: MINEROS de ANTIOQUIA (Sector: PRIVADO)

1 Pelton Horizontal de 2 MW

2 Francis Horizontales de 10 MW


admisión, regulador de velocidad, regulador voltaje, automatización, protección, distribución,

transformador elevador.

Providencia I

Providencia III


NUESTRA EXPERIENCIA


CH EL EDÉN

Cliente: LATINCO, ESTYMA (Sector: PRIVADO)

2 Pelton Horizontal de 10 MW


admisión, regulador de velocidad, regulador voltaje, automatización, sistemas protección,

distribución, válvula de seguridad, transformador elevador.


NUESTRA EXPERIENCIA


CH DOÑA TERESA

Cliente: PROELECTRICA (Sector: PRIVADO)

1 Pelton Vertical de 9 MW

Suministro, transporte a sitio, montaje, puesta en servicio de: Turbina con recubrimiento ANTI-ABRASIÓN,

generador, válvula admisión, regulador de velocidad, regulador voltaje, automatización, protección,

distribución, válvula de seguridad, transformador elevador.

PROYECTOS ACTUALMENTE EN EJECUCIÓN-COLOMBIA

NUESTRA EXPERIENCIA


MULATOS II: Energía del Suroeste SA ESP

1 Pelton Vertical 8 MW (En Montaje)

LUZMA I & II: Consorcio SP - Nexus

2 x 2 Pelton Vertical 2 x 10 MW + 1 PRV

(En Operación)

AURES BAJO: Aures Bajo SAS ESP

2 Francis Horizontal 2 x 10 MW

(En Operación)

BARRANCAS: Hidrobarracas S.A. ESP

1 Pelton Vertical 4,9 MW

(En Montaje)

NUESTRA EXPERIENCIA RECIENTE


ANGEL I: GEPSA

2 Pelton Vertical 2 x 10 MW

(En Operación)

ANGEL II: GEPSA


(En Operación)

ANGEL III: GEPSA


(En Operación)

CARHUAC: GCZ INGENIEROS S.A.

2 Francis Horizontal 2 x 12 MW

(En Operación)

DUE: HIDROALTO

2 Pelton Vertical x 25 MW (en Operación)

PCHs

PROYECTOS ACTUALMENTE EN EJECUCIÓN- PERÚ Y ECUADOR

NUESTRA EXPERIENCIA



En resumen, ejecutados por Andritz

Hydro Colombia: (desde el año 2001)

✓25 Proyectos (tipo PCH en Colombia,

Ecuador y Perú)

✓446 MW Instalados

22 ANDRITZ HYDRO / PRESENTATION CAF CARACAS, FEBRERO 2019

Suministrador a nivel mundial de equipos

electromecánicos « Water to Wire »

para pequeñas y medianas centrales hidroeléctricas con unidades

de hasta 30MW c/u

COMPACT HYDRO

COMPACT HYDRO

¿Quiénes Somos?

23 W ANDRITZ HYDRO / PRESENTATION CAF CARACAS, FEBRERO 2019

COMPACT HYDRO

Rango


ANDRITZ

Proyectos Hidroeléctricos de Tamaño Medio

- Aproximación Grandes Unidades

- Aproximación Pequeñas Unidades

- Comparativo

- Casos de Estudio

25ANDRITZ HYDRO / PRESENTATION CAF CARACAS, FEBRERO 2019

ANDRITZ




- Comparativo

- Casos de Estudio


Proyectos de Tamaño Medio

Aproximación con Grandes Unidades

Diseños Particulares:

- Más horas de ingeniería

- Mejores eficiencias sobre la base de modelos

hidráulicos específicos

Configuraciones Verticales en Pelton y Francis



Aproximación con Grandes Unidades

Grandes Componentes

- Dificultades de transporte y manejo

Trabajos en sitio más largos

- Construcciones verticales implican

varias “pisos” y sus correspondientes

tiempos para el concreto

- El necesario ensamble de componentes

en sitio requiere a menudo de

soldaduras y sus correspondientes

controles de calidad


ANDRITZ




- Comparativo

- Casos de Estudio



Aproximación con Pequeñas Unidades

Diseño Modular:

- Menos horas de ingeniería

- Eficiencias sobre la base de modelos hidráulicos

existentes

Configuraciones Verticales u Horizontales

- La solución horizontal provee un mejor acceso a los

componentes para mantenimiento

- La solución horizontal genera normalmente ahorros en la

obra civil



Aproximación con Pequeñas Unidades

Pequeños Componentes

- Más fácil transporte y manejo, por lo que se requieren

accesos menores (caminos, puentes, túneles, etc.)

Trabajos en sitio más rápidos

- Configuraciones permiten un rápido avance

del montaje con muy poca obra civil

- El ensamble de componentes en sitio no

requiere soldaduras (conexiones bridadas)

- El montaje del generador considera rotor /

estator completamente terminados en

fábrica


ANDRITZ




- Comparativo

- Casos de Estudio



Comparativo Típico

¿Más Grande es Mejor?

1) La comparación debe ser objetiva (Andritz Hydro ofrece ambas soluciones)

2) Parámetros:

i) Producción de energía

ii) Costo equipos E&M

iii) Costo obras civiles (accesos, túneles, puentes, casa de máquinas y sus excavaciones)

iv) Costo O&M

v) Ventajas / Desventajas en Permisos, Licencias, Manejo de Impuestos

vi) Plazos

vii) Aspectos Sociales y Ecológicos



Comparativo Típico

Concepto Grandes CH Pequeñas CH Observaciones

Disponibilidad ▼ ▲

Máxima Eficiencia ▲ ▼

Producción ◄► ◄►

Transporte ▼ ▲

Accesos ▼ ▲ menores caminos / túneles / puentes

Excavaciones ▼ ▲ Particularmente c/ unidad horizontal

Mantenimiento ▼ ▲ particularmente c/ unidad horizontal

Repuestos ▼ ▲

Montaje ▼ ▲ subconjuntos pre-ensamblados,

sin soldaduras, ni apilado láminas del

estator en sitio


ANDRITZ




- Comparativo

- Casos de Estudio



Caso Estudio 1: CH Forrest Kerr, Canadá

Concepto Original

Central en Caverna

Hn 96 m, Qt 252 m3/s

2 x 80 MW + 2 x 20 MW Francis Verticales




Concepto Seleccionado

Central en Caverna

Hn 96 m, Qt 252 m3/s

9 x 22 MW Francis Horizontales




Bases de la Decisión


Solución 2 + 2 FV 9 FH

Máxima Eficiencia ▲ ▼ +1.2% usando grandes máquinas

Producción ◄► ◄► Pequeñas máquinas mejores en carga

parcial, grandes mejores a plena carga.

Transporte ▼ ▲

Accesos ▼ ▲ túneles y accesos más pequeños

Montaje ▼ ▲ Más rápido con pequeñas unidades

Costo equipos ◄► ◄►

Costo obra civil ▼ ▲



Caso Estudio 2

Concepto Original

Hn 8 m, Qt 350 m3/s

1x Turbina Bulbo 30 MW



Caso Estudio 2

Concepto Seleccionado

Hn 8 m, Qt 350 m3/s

4x Turbina EcoBulb 7.5 MW



Caso Estudio 2

Bases de la Decisión


Solución 1 Bulbo 4 EcoBulb

Máxima Eficiencia ▲ ▼ 0.3%

Producción ▲ ▼ 0.2%

Tamaño ▼ ▲ Diámetro rodete 4000 vs 7800 mm

Peso ▼ ▲ 45 vs 115 ton

Montaje ▼ ▲ Más rápido con pequeñas unidades

Costo equipos ◄► ◄►

Costo obra civil ▼ ▲ 33% menos de excavación

POSIBLES PROYECTOS PARA PCHs EN VENEZUELA


No Embalse Ubicación Cuenca Afluente Uso

1 Vista Alegre Anzoátegui Unare Unare Abastecimiento de agua, control de crecientes, saneamiento de tierras agrícolas y riego.

2 Cumaripa Yaracuy Yaracuy Yaracuy Control de crecientes, riego y sedimentación

3 Guárico Guárico Guárico Guárico Abastecimiento de agua, control de crecientes y riego.

4 El Pueblito Guárico Unare Qda. Honda Abastecimiento de agua, control de crecientes y riego.

5 El Cigarrón Guárico Unare Tamanaco Control de crecientes y riego.

6 La Becerra Guárico Unare Ipire, Qda. Santa Inés y Sta. Lucia Abastecimiento de agua, control de crecientes y riego.

7 Tiznados Guárico Tiznado Tiznado Control de crecientes, saneamiento de tierras agrícolas y riego.

8 Onia Onia Onia Onia y Culegría Control de crecientes y sedimentación

9 Agua Viva Trujillo Motatán Carache y Jirajara Control de crecientes, riego y recreación

10 Turimiquire Sucre Neverí Neverí Abastecimiento de agua, control de crecientes y riego.

EVALUACIÓN EN EMBALSES EXISTENTES

EN VENEZUELA


El

Cigarrón

La Becerra El Pueblito Tiznados Vista

Alegre

Onia Cumaripa Guárico

(*.**)

Características: Criterio de operación a Potencia Máxima

Energía media (GWH/año) 6.855 5.038 5.082 23.880 1.118 6.668 3.082 7.02

Factor de planta 0.32 0.34 0.41 0.29 0.55 0.34 0.25 1

Potencia máxima (KW) 2267.07 1515.07 1433.654 8891.022 225.4 2136.428 1302.404 2857

Q medio (m3/s) 7.37 6.77 7.7 13 1.3 6.877 3.46 15

Qd (m3/s) 22.85 19.66 18.43 48.34 2.28 20.56 13.86 15

H bruta (mts) 18.37 15.12 14.4 32.83 17.17 18.55 18.32 5.66

Cargas Netas:

Hpond (mts) 12.25 10.09 9.6 21.89 11.45 12.37 12.213 3.78

Hmax (mts) 13.78 11.95 11.2 25.06 12.28 19.56 13.69 7.48

Hmin (mts) 7.78 4.85 6.2 9.06 5.78 3.06 9.39 0.08

Se puede apreciar la importancia de la

ubicación de las pequeñas centrales en el

sistema de distribución, donde la existencia

de circuitos de 34.5 y 13.8 KV muy largos

(> 30 Kms) genera caídas de tensión que

pueden ser solucionadas con la generación

de potencia en los extremos de los

circuitos; la ubicación de las pequeñas

centrales analizadas cumple esta condición

y por lo tanto estas contribuyen a disminuir

los problemas de caída de tensión.

BENEFICIOS PARA LA ESTABILIZACIÓN DE LA RED

ELÉCTRICA


INVENTARIO PRELIMINAR DE POSIBLES

DESARROLLOS HIDROELECTRICOS EN VENEZUELA

/ANDRITZ HYDRO / PRESENTATION CAF CARACAS, FEBRERO 201950

REGIONPOTENCIA A

INSTALAR MW

ESTADO BOLIVAROCCIDENTE DEL EDO.BOLIVAR 740CAURA 675ORINOCO 2400

ANDES ORIENTALESBARINAS 2334TACHIRA-MERIDA 270TACHIRA-SUR 300

ZULIAZULIA. Occidente 405ZULIA S. Perija 165ZULIA. SUR Lago 900

ORIENTEORIENTE 536

CENTRALLAGO DE VALENCIA 280LAGO DE VALENCIA -REBOMBEO 1000

TOTAL 10005

Los esfuerzos del país en materia de

expansión de generación, deben estar

orientados al desarrollo de fuentes

alternas de energía limpia no

contamínate, que tiendan a estabilizar y

dar confiabilidad al sistema, a reducir las

pérdidas y a minimizar la construcción

de extensas líneas de transmisión.

Este cuadro muestra un inventario

preliminar de los potenciales sitios de

desarrollos hidroelectricos.

POTENCIAL HIDROELECTRICO DE LOS ESTADOS

MERIDA Y BARINAS

/ANDRITZ HYDRO / PRESENTATION CAF CARACAS, FEBRERO 201951

Ing. J.A. GOMEZ MEDINA & Ing.

J.M. PEREZ GODOY

UBICACION REGIONAL

En la región Andina las fallas son

frecuentes en el servicio eléctrico

desde hace mucho tiempo, producto

de su ubicación en los extremos de

las líneas de transmisión y la

carencia de fuentes alternas de

generación locales confiables.

El potencial desarrollo hidroeléctrico

en regiones criticas en cuanto al

suministro eléctrico, especialmente

en las horas de alto consumo, es

muy importante en los estados

Barinas y Mérida.

POTENCIAL HIDROELECTRICO DE LOS ESTADOS

MERIDA Y BARINAS

, ANDRITZ HYDRO / PRESENTATION CAF CARACAS, FEBRERO 2019

52

Este inventario preliminar de

desarrollos hidroeléctricos contempla

diecinueve potenciales sitios, tres de

ellos en el estado Mérida, tres en la

cuenca del río Caparo y dieciséis en la

vertiente Este de los Andes que drena

hacia el estado Barinas.

Tal como puede verse en el gráfico, el

potencial de estos sitios alcanza a

2293 MW con potencias que oscilan

entre 839 y 14 MW.

Muchos de estos desarrollos son

factibles para la instalación de

pequeñas centrales estándar.

PEQUEÑAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS COMO

ALTERNATIVAS PARA GENERACIÓN A CORTO PLAZO


En resumen, las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas tienen :

✓ Menores Costos y Tiempos de Construcción.

✓ Proyectos de menores dimensiones, más sencillos > Riesgos Menores

✓ Diseños Estándar para los Equipos Electromecánicos

✓ Utilizan estructuras de derivación, pequeños embalses o incluso embalses existentes que

significan un Menor Impacto Ambiental

✓ Son fuentes “Renovables” para la generación de energía > Acceso a mecanismos de financiación.

✓ Agrupan varios efectos positivos:

▪ en las redes eléctricas,

▪ en la generación de empleo,

▪ en la participación de empresas nacionales (Ingeniería, Construcción y O&M)(financiamiento),

involucran riesgos menores

/ ANDRITZ (BUSINESS AREA) / PRESENTATION NAME AND DATE / © COPYRIGHT (IF REQUIRED) – ARIAL BOLD, ALL CAPS, 8 PT, BLUE, ALIGN LEFT54

En Conclusión, debemos considerar las denominadas

“PCH´s” como alternativas complementarias en la generación

eléctrica a futuro lo que no significa abandonar los grandes

proyectos y los activos de generación hidroeléctrica

disponibles en el sistema eléctrico actual.

MUCHAS GRACIAS

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