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1 ) En una central Hidroeléctrica la cámara de carga se encuentra a 620 m.s.n.m y la casa de máquinas a 450 m.s.n.m, perdiéndose en la conducción 10.2 m; la eficiencia del conjunto turbina-generador 94% . La central tiene dos grupos iguales, el caudal nominal de la planta es de 21.0 m3 /seg; la inversión para la construcción e implementación de la central ha demandado $ 1200 /KW. Sin considerar las líneas de transmisión; el porcentaje de amortización del capital es del 17% anual. Asumiendo que en todo el año se dispone del caudal nominal, se desea conocer: a) Energía diaria, potencia cinética mecánica y eléctrica de cada uno. b) Qué energía producirá la central en 1 año, si el factor de planta Hp es de 0.75 y los trabajos de mantenimiento imprevistos signifiquen 3% de las horas anuales. c) Cuál debe ser el valor de KW-h en bornes del generador para obtener 2% de dividendos. d) si se tuviera una con turbina a vapor de la misma potencia que la central hidráulica que produzca igual cantidad de energía al año y de las siguientes características.

2) se tiene los siguientes datos: DATOS

HIDRÁULICA (Toma directa)'

TERMICA (Vapor)

TERMICA (Gas)

1500

800

600

Intereses del capital invertido (%)

12

12

12

Vida útil(años)

50

25

20

Tasa de depreciación anual (%)

4

4

4

Costos de operación anual (%)

1

3

2

Costos de mantenimiento anual (%)

2

6

5

Costo por KW instalado

Consumo de combustible Costos de combustible ($) a) b) c)

d) e)

0.3kg/Kwh 170 Ton/KWH 0.4/Kg.

1.8/Tonelada

Hallar el costo de operación del KWH de cada central para 7000 horas de operación al año, a 80% de carga en los tres casos. Hallar el costo del KWH de cada central para 4000 horas de operación al año a 80% y 100% de carga en los tres casos. Determinar el número de horas de operación a plena carga para que el costo del KWH sea igual en las tres centrales, en cada caso ¿cuál será el valor de la energía? ¿Qué comentarios le merecen los resultados obtenidos? En caso de que las tres centrales trabajan en paralelo ¿en qué zonas del diagrama de carga ubicaría a cada uno de ellas y por qué?

3) Se tiene el siguiente diagrama de carga: HORAS POTENCIA (MW)

21-6

6-9

9-12

40

30

X

12-14 14-17 17-19 19-21 20

54

60

20

El factor de carga es 65.8%, se dispone de un caudal de 7.775 m3/seg que alimenta de una central hidroeléctrica que tiene que satisfacer este diagrama de carga, cuyo alto bruto es de 640 metros, salto neto de 608 metros, le eficiencia de la tubería es de 92% y el alternador de 98.4%, la potencia instalada es de 62 MW, determinar: a) El volumen del reservorio de regulación diaria para satisfacer el diagrama de carga. b) La conveniencia económica de construir el reservorio, sabiendo que el costo de la cámara de carga es de $ 250/m3, amortizando 18% anual. Comparar con una planta térmica de una turbina a gas, para satisfacer el exceso del diagrama de carga, si el costo de la energía térmica es de 7 dólares/KWH y los costos de lubricantes, combustibles son de 3 centavos de dólar/KWH.

4) La toma de una central hidroeléctrica está ubicada a 1365 m.s.n.m., el túnel de conducción tiene 12.5 Km de longitud con una pendiente de 2.4 por mil; el nivel de la sala de máquinas se encuentra a 870 m.s.n.m. Cada turbina tiene un caudal nominal de 2.5 .3/seg; habiéndose instalado 2 turbinas por grupos iguales, la cámara de carga depende de una capacidad de 43759 m3; las eficiencias de las turbinas, de la tubería y del alternador son 97%, 92%y 98%, respectivamente. El caudal promedio durante los meses de lluvia es de 15m3/seg., en los meses de estiaje es de 10m3/seg. Y la capacidad del túnel de conducción es igual a la suma de los caudales nominales de la turbina; además se dispone de una laguna, cuyo embalse es 50'000,000 m3; sirve para incrementar el caudal del rio en las épocas de estiaje, determinan a) La potencia eléctrica de cada grupo y la potencia instalada de la central. b) La energía diaria producible en las horas de punta (18-22)hr. Y en las horas de valle, en estiaje como en lluvia, sabiendo que el volumen útil de la cámara de carga es del 80% del total. c) Cuál es la anergia producible anual de la central. d) Si los trabajos de mantenimiento significan parados que totaliza el 5% de las horas trabajadas en los meses de lluvia, 3% en los meses de estiaje, además el factor de planta es 20% en todo el año, cuál será la energía de la central. e) Cuál será la energía con regulación usando la cámara de carga y laguna; también calcular esta potencia sin usar la cámara de carga y la laguna. f) En cuantos m3, habrá que aumentar el embalse de la laguna para que la central pueda proporcionar la máxima carga en todo el año.

5) En una cuenca hidrográfica se dispone de 10m3/seg durante los 4 meses de lluvia y de 6 m3/seg, durante los restantes meses de estiaje. Se ha proyectado una central con un canal de derivación de 10 m3/seg., para la regulación diaria, determinar. a) La energía producible en un año. b) La energía diurna desde las 8-22 hora y la energía nocturna desde las 22-8 horas, tanto en los meses de estiaje y de lluvia; utilizando toda la capacidad de la cámara de carga en los meses de estiaje. c) La potencia eléctrica disponible en las horas diurna y nocturna tanto en los meses de estiaje y de lluvia.