Elaboración de anteproyectos de electrificación rural, mediante el uso de bombas centrífugas como turbinas (PAT)

Abstract

El presente trabajo guarda relación con la elaboración de anteproyectos de electrificación rural, mediante el uso de bombas centrífugas como turbinas (PAT)”. Como modelos de estudio se presentan dos sitios en los que es posible la implementación de microcentrales de generación hidroeléctrica, ambos emplazados en localidades chilenas. Primeramente, se presentan los objetivos que se esperan cumplir una vez finalizado el estudio con la justificación, antecedentes y descripción de ambos proyectos. Se presenta la metodología de evaluación del recurso hídrico y las normas que rigen la generación hidroeléctrica en Chile. Posteriormente se presentan los criterios de implementación y particularmente se ahonda en las del tipo micro-hidro, cuya potencia instalada es inferior a los 100 [kW]. Se caracteriza el equipamiento electromecánico (turbina, generador, sistemas de control) que permiten el óptimo funcionamiento de la microcentral, además de las obras civiles implicadas (tubería forzada, bocatoma, casa de máquinas), presentándose una solución alternativa a las típicas turbinas hidráulicas comerciales, las bombas centrifugas operando en modo inverso, cuya teoría y métodos de selección y de predicción del rendimiento es clave. Posteriormente se definen las bombas centrifugas a utilizar y obras civiles asociadas para la correcta operación de una microcentral hidroeléctrica y se desarrolla el análisis económico del proyecto, con datos y valores cotizados de empresas nacionales y extranjeras, que determinan la rentabilidad del proyecto. Finalmente se analizan distintos escenarios de estudio para la toma de una mejor decisión. Producto de este estudio se comprueba que la utilización de las PAT en lugar de turbinas convencionales es efectivamente más conveniente económicamente hablado, por ejemplo, tomando en cuenta el primer caso de estudio, se obtiene que el proyecto tiene un costo total aproximado de 117,000 [USD]. En contraparte, si se utilizar el equipamiento electromecánico cotizado, el costo total del proyecto asciende a 190,000 [USD]. Finalmente, se analiza el costo unitario del kW en ambos casos. Utilizando PATs es posible alcanzar una potencia instalada de 51.5 [kW], considerando el costo mostrado anteriormente, el costo del kW de potencia eléctrica llega a los 2,300 [USD/kW], con la turbina comercial de 53 [kW] de potencia instalada, el costo del kW de potencia eléctrica asciende a los 3,600 [USD/kW]. Así el proyecto que considera la PAT resulta un 36% más económico.