10/27/2014

387. Recuperar la Red Solarimétrica Nacional



Autor: Jorge Elias
A. Proyecto:  Recuperar la Red Solarimétrica Nacional
B. Fundamentación: La energía solar es una fuente de energía de origen renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol. Actualmente, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, que pueden transformarla en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que pueden ayudar a resolver algunos de los problemas urgentes que afronta la humanidad.
La fuente de energía solar más desarrollada en la actualidad es la energía solar fotovoltaica. Según informes de la organización ecologista Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.
Gracias a los avances tecnológicos y la economía de escala, el costo de la energía solar fotovoltaica se ha reducido, aumentando la eficiencia y su costo medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas.
Para utilizar la energía proveniente del sol, es fundamental conocer cuánta radiación llega a las diferentes regiones del país, para instalar el equipamiento que la tendrá como insumo en la zona que resulte más propicia para ello. Dadas las características de la energía solar -gratis y limpia- para cada metro cuadrado se obtiene apenas un kilovatio en el mejor de los días, por lo que se requieren grandes áreas de recolección para generar potencia, siendo lo mas óptimo utilizar la radiación que viene directamente del sol, que provee una mayor densidad de energía. 
En 2005, Argentina contaba con seis estaciones de medición de radiación solar instaladas en las provincias de Misiones, Buenos Aires, Salta, Córdoba, Entre Ríos y Corrientes, pertenecientes al Servicio Meteorológico Nacional, dependiente de la Fuerza Aérea Argentina. En su conjunto forman la Red Solarimétrica Nacional, surgida en 1979, pasando a depender de la Secretaria de Ciencia y Tecnología de la Nación (SECyT), con aportes económicos de la Organización de Estados Americanos (OEA), logrando su máximo auge en 1985, con 41 estaciones de medición instaladas. 
Con los datos obtenidos de la Red Solarimétrica Nacional se elaboraron, hacia 1987, las tablas de radiación solar de 118 localidades en el país, y diez años más tarde las cartas de radiación media, instrumentos imprescindibles para el cálculo y diseño de instalaciones solares. No obstante, hacia 1991 se disuelve el proyecto debido a recortes en el presupuesto de la CNAE (Comisión Nacional de Actividades Espaciales), de quien dependía la red en ese entonces, y del cese de pagos a la OEA. Por consiguiente, se redujo el número de estaciones a sólo tres en todo el territorio nacional. 
Actualmente, se esta implementando un proyectode “Red solarimétrica regional”, compuesta por ocho estaciones montadas en la Pampa Húmeda argentina.
Parque Solar Fotovoltaico (Alemania)
C. Objetivos generales: 
- Realizar un mapeo nacional para conocer las zonas que reciben mayor radiación solar, con el propósito final de instalar plantas de generación de potencia e inyectar energía en las redes de distribución eléctrica.
para el mejoramiento de la calidad de vida de la población rural.
-  Medir la radiación proveniente del sol en diferentes regiones del país,lo que permitirá elegir la zona más propicia a la hora de instalar desde un calefón solar (casa) hasta plantas generadoras de electricidad.
- Desarrollar una base de datos nacional de irradiación solar global recibida a nivel del suelo en plano horizontal, proveniente de piranómetros.
D. Lugar: Se implementara como mínimo en los mismos sitios (40) de medición solar de la Red Solarimétrica original.
En cada estación se medirá y registraran los siguientes parámetros:
- Radiación solar global en superficie horizontal (GHI)
- Radiación solar global con sistema de seguimiento
- Radiación solar difusa con sistema de seguimiento
- Radiación solar directa en canal de cálculo (diferencia global – difusa)
- Temperatura ambiental
- Humedad relativa
- Velocidad del viento
El sistema de seguimiento es de un eje siguiendo al sol de este a oeste en el curso del día. Los piranómetros podrán ser fabricados autoctónamente o de tro origen, como los Kipp & Zonen, modelo CMP11 que cuentan con certificados de calibración individual. Los datos se archivan en los datalogger como valores promedios de 10 minutos, basado en un scanrate de 1 ó 2 segundos. 
Equipo que mide la radiacion directa
Medidor de la radiación solar directa
E. Recursos necesarios:
- Asignación de los recursos correspondiente en el Presupuesto Nacional traves del  Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación (MINCyT).
- Fabricación del equipamiento necesario para implementar una base de datos de irradiación solar global recibida a nivel del suelo, proveniente de piranómetros pertenecientes a la Red Solarimétrica mediante los heliógrafos del Servicio Meteorológico Nacional. 
- Apoyo técnico del Grupo de Estudios de la Radiación Solar (GERSolar), de la División Física del Departamento de Ciencias Básicas de la Universidad Nacional de Luján (UNLu). Actualmente, forma parte del Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable (INEDES) de esa Universidad.
- Apoyo Municipal para la custodia y mantenimiento de la estación solar.
F. Caracteristicas generales:
Los equipos instalados inicialmente con el fin de evaluar la radiación solar global fueron en general heliógrafos de Campbell-Stokes (destinados a medir las horas diarias de insolación o de brillo de sol, también conocida como heliofanía efectiva), piranógrafos bimetálicos del tipo de Robitzsch o piranómetros
esféricos de Bellani (también llamados lucímetros a destilación) a fin de registrar la radiación global incidente a diario (o semanalmente) sobre un plano horizontal.
En Argentina, el Grupo de Estudios de la Radiación Solar (GERSolar) de la Universidad Nacional de Luján (UNLu) puso en marcha un proyecto que instalará 40 estaciones con equipamiento para medir la radiación solar, lo que posibilitará un mejor aprovechamiento de esta fuente de energía renovable a la hora de instalar desde un calefón solar en una casa hasta plantas generadoras de energía eléctrica. De esta manera, junto al Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) y la petrolera YPF, la UNLu pretende recuperar y mejorar la vieja red solarimétrica desmantelada en los ´90 debido a la escasez de recursos económicos y la consecuente falta de mantenimiento. En la nueva red, se medirán tres tipos de radiación: global, directa y difusa, siendo la primera vez en el país que se mida masivamente la directa. 
Además de montar las estaciones, se instalará un laboratorio para la calibración de equipos y otro para el análisis de imágenes satelitales, que permitirá estimar la radiación en las regiones donde no se mida.
El GERSolar es el único grupo del país que estudia sistemáticamente la radiación solar en el rango visible. con la cooperación de otras instituciones. En ellas se mide la radiación global, a través de pequeños sensores (solarímetros) que, al calentarse, envían una señal eléctrica mediante un cable, hacia una computadora donde se analizarán los datos. Además, se miden las horas de brillo solar (heliofanía), a través de un heliógrafo. 
Por su parte, en la estación emplazada en la UNLu, también está funcionando un equipo que mide la radiación directa y difusa. El equipo tiene un GPS que sigue todo el día la ubicación del sol para medir la energía directa; mientras que por otro lado, tiene una especie de bola que tapa el sol para medir lo que viene del resto del cielo, llamada radiación difusa. También,se le puede sumar un sensor para medir la energía global.
El grupo GERSolar emplea el siguiente equipo:
-Un piranómetro CMP11 Kipp&Zonen, 
-un sensor UV de banda ancha CUV Kipp&Zonen;
-un pirheliómetro Eppley nip;
-un piranómetro Eppley 8-48 'Black&White' como medidor de irradiancia difusa;
-un medidor de la radiación fotosintéticamente activa (PAR) Kipp & Zonen PAR-Lite;
-un medidor de luminosidad Kipp&Zonen LUX-Lite.
- Sensores de medición de radiación global y PAR fabricados por CNEA.
El pirheliómetro y el piranómetro Black&White instalados en un seguidor automático Solys2 Kipp&Zonen .
Tiene facilidades de calibración conjunta de 14 equipos simultáneamente.
Todos los sensores están conectados a sistemas de adquisición de datos CR10X y CR1000 producidos por la firma Campbell Scientific. Se interroga al instrumental una vez por segundo y se guarda las integrales de la energía almacenada cada 10 minutos, pudiendo configurarse otras frecuencias de muestreo y registro según los requerimientos. La Red Solarimétrica Nacional opera sólo 3 estaciones de medición.

Datos Útiles: Universidad Nacional de Luján - Ruta 5 y Avenida Constitución - (6700) Luján, Buenos Aires, Argentina. Teléfonos: +54 (02323) 423979/423171 - Fax: +54 (02323) 425795 - 
Email: informes@unlu.edu.ar

Fuentes:
- http://www.gersol.unlu.edu.ar/tecnologia.html
- http://www.cienciayenergia.com/Contenido/alternativas_renovables/pdf/060415_i_jmg_5.pdf
- http://antiguo.minenergia.cl/minwww/opencms/03_Energias/Otros_Niveles/renovables_noconvencionales/Tipos_Energia/energia_solar.html
- http://www.cab.cnea.gov.ar/ieds/images/2011/hyfusen_2011/trabajos/11-161.pdf

10/22/2014

386. Aprovechamiento hidroeléctrico del Complejo Cordón del Plata I- II - III

Autor: Jorge Elias
A. Proyecto: Aprovechamiento hidroeléctrico Cordón del Plata I - II- III
B. Fundamentación: El complejo Cordón del Plata será una serie de tres presas de embalse y tres centrales hidroeléctricas que se construirán en el curso superior del río Mendoza, en la provincia de Mendoza, Argentina. Su nombre proviene por estar ubicada atras del Cordón del Plata, una cordillera paralela al cordón principal de la Cordillera de los Andes, y que separa la cuenca superior de los ríos Mendoza y Tunuyán de las últimas estribaciones montañosas ubicadas más al oeste.
Inicialmente, el proyecto fue concebido en 1983 y proyectado en su forma actual en el año 1994, pero la falta de una presa reguladora aguas abajo lo hizo inviable en ese momento. La construcción del embalse Potrerillos, terminado en 2003, dio nuevo impulso a la propuesta inicial, ya que éste último servirá de presa reguladora.
El río Mendoza se forma en el valle de Punta de Vacas por la unión de los ríos Las Cuevas, Tupungato y Vacas. El embalse Cordón del Plata I, denominado "Punta de Vacas", se construirá sobre el río Mendoza, a corta distancia aguas abajo de la unión de los tres ríos. Está planificado para utilizar 34 m³/s, que serán conducidos por un túnel de 14 000 m hacia la central Río Blanco I, ubicada sobre el río de ese nombre, afluente del Mendoza. La Central Río Blanco I, ubicada en caverna a orillas del último tramo del afluente del río Mendoza, tendrá una capacidad instalada de 150 MW en dos turbinas Francis. El tramo del río Mendoza entre Punta de Vacas y Río Blanco permanecerá seco, excepto cuando el embalse libere agua por su vertedero.
El río Blanco será represado en el embalse Cordón del Plata II, denomindado "Río Blanco", incluyendo en su caudal los 34 m³/s que se hayan transferido desde Punta de Vacas, más 6 m³/s que aporta el río Blanco. Una obra de toma alimentará una pequeña central hidroeléctrica, llamada "Río Blanco II", con una capacidad instalada de 12 MW. A la salida de esa central, el agua de ambos ríos será nuevamente conducida a través de un túnel de 21 900 m hasta la central hidroeléctrica "Cerro Negro". Poco antes de llegar a destino, el túnel recibirá un caudal adicional de la represa "Los Novillos", ubicada en la Quebrada del Telégrafo. La Central Cerro Negro, ubicada también en caverna y servida por seis turbinas Pelton, tendrá una capacidad de 1165 MW. Tras pasar por la central, el agua será restituida al cauce natural del río Mendoza a través de un último túnel, de 1500 m de largo.
El embalse Cordón del Plata III se encontrará sobre el río Tupungato, aguas arriba de su confluencia con el río Mendoza. El embalse "Río Tupungato" derivará la totalidad del caudal normal de ese río, a través de un túnel de 5900 m de longitud, hasta la central hidroeléctrica "Punta de Vacas", ubicada a la cola del embalse Cordón del Plata I o Punta de Vacas. La central, planificada para construir en caverna, pero que no necesariamente deberá estar bajo tierra, tendrá una potencia instalada de 181 MW, servida por dos turbinas Francis. Está diseñada para turbinar 23 m³/s.
Una vez construidas Cordón del Plata I y Cordón del Plata II, el río Mendoza permanecerá prácticamente seco a lo largo de 45 km, excepto en épocas de grandes crecidas que deban ser liberadas por los vertederos. Tras la construcción de Cordón del Plata III, también 6 km del río Tupungato permanecerán secos, lo que deberá ser evaluados en el estudio de impacto ambiental..
Los tres aprovechamientos pueden efectuarse en forma independiente y se ha planificado construirlos en secuencia, empezando por Cordón del Plata I, ya que éste es el más rentable y aumenta en seis veces el caudal turbinado por Cordón del Plata II. También la construcción de las líneas de alta tensión deberán planearse para dos o tres de los aprovechamientos, y no para uno solo; las mismas deberán unirse a las que parten desde el embalse Potrerillos, evaluando sus capacidades de transmisión de la energía eléctrica de las tres nuevas centrales. Su concreción aportaría cerca de 1.100 Megawatts de potencia y demandaría una inversión de 1.900 millones de dólares.

C. Objetivos generales:
- Aprovechar el caudal de agua del río Mendoza.
- Intensificar y diversificar las fuentes de abastecimiento en la matriz energética con fuentes de energía renovable.
- Implementar obras civiles que constituyen un componente importante de los costos, que tienen participación predominante de insumos de origen nacional, resultan demandantes intensivas de mano de obra e impactan significativamente sobre la actividad económica local.
- Instalar equipamientos hidráulicos, mecánicos y eléctricos que admiten mayor participación de la industria nacional mas que las otras alternativas de abastecimiento del Sistema Eléctrico.
- Asegurar la provisión de agua para consumo humano, riego y uso industrial para poblaciones ubicadas en la zona de influencia.
- Generar energía eléctrica con aporte al Sistema Interconectado Nacional ante el incremento en la demanda actual.
- Crear nuevas fuentes de trabajo.
D. Lugar: Provincia de Mendoza (República Argentina), en la cuenca hidrográfica Desaguadero, en el Río Mendoza. El Río Mendoza es un río ubicado en el norte de la provincia de Mendoza, Argentina. Pasa por la ciudad de Luján de Cuyo, es una de las más importantes fuentes de agua para riego del país. Formado totalmente por aguas de deshielo, nace en la localidad de Punta de Vacas, lugar en que confluyen los ríos Tupungato y Cuevas e, inmediatamente aguas abajo, por margen izquierda, el Río Vacas; desde ese lugar recibe aportes de los Ríos Colorado y Blanco (por margen derecha) y los Arroyos Picheuta y Uspallata por margen izquierda. Irriga las tierras de los departamentos de Luján de Cuyo, Maipú, Guaymallén, Las Heras, San Martín y Lavalle en la provincia de Mendoza y desemboca en las lagunas de Guanacache. Estas lagunas —cuyo colector es el Río Desaguadero— se han ido desecando con el paso del tiempo, debido al desvío de las aguas de los ríos Mendoza y San Juan.. Posee un caudal de 50 m³/s y abastece los principales oasis de la región.

E. Recursos necesarios:
- Estudio de prefactibilidad (ejecución)
- Estudio de impacto ambiental.
- Aprobación e incorporación del proyecto al Presupuesto Nacional
- Solicitar un credito internacional para su construcción.
- Llamado a licitación internacional  para la construcción de las represas y obras de infraestructura asociadas

F. Características generales: El complejo hidroeléctrico Cordón del Plata es un proyecto que nació en la década del `80, pero nunca se consiguió financiamiento para llevarla a cabo. El proyecto inicial comenzó a esbozarse en 1983 y consiste en la construcción de una serie de presas de embalse y seis centrales hidroeléctricas en alta montaña. Actualmente, se está rediseñando todo ese sistema de presas, que toman el agua del Río Tupungato y luego incorporan el caudal de los ríos Cuevas y Vacas. El agua se va introduciendo por un sistema hidroeléctrico de túneles que pasan por seis centrales generadoras de energía, hasta llegar a Potrerillos. Su concreción aportaría cerca de 1.100 Megawatts de potencia y demandaría una inversión de 1.900 millones de dólares. 

Anexo 1: Presa Punta de Vacas (Cordón del Plata I) 
Datos de la presa
Nombre Punta de Vacas
Tipo Mixta, de hormigón y roca con núcleo impermeable
Altura 80 m m
Long. de coronación 800 m m
Cota de coronación 2430 msnm m
Cota de cauce 2350 msnm m
Datos de la central
Nombre Río Blanco I
Potencia instalada 150 MW MW
Producción media 187 GWh/año
Turbinas 2 turbinas Francis
Datos del embalse
Nombre Punta de Vacas
Capacidad total 65 hm³
Poblaciones ribereñas Punta de Vacas

Anexo 2: Central hidroeléctrica Río Blanco (Cordon de Plata II)
Datos de la central
Potencia instalada 12 MW MW
Producción media 37 GWh/año
Turbinas 3 turbinas tubo standard
Población cercana Uspallata
Presa Río Blanco (Cordón del Plata II)
Datos de la presa
Nombre Río Blanco
Tipo materiales sueltos con núcleo impermeable
Altura 86 m m
Long. de coronación 338 m m
Cota de coronación 2315 msnm m
Cota de cauce 2229 msnm m
Datos de la central
Nombre Cerro Negro
Potencia instalada 1165 MW MW
Producción media 1537 GWh/año
Turbinas 6 turbinas Pelton
Población cercana Uspallata
Datos del embalse
Nombre Río Blanco
Capacidad total 6,5 hm³

Anexo 3: Presa Río Tupungato (Cordón del Plata III)
Localización Río Tupungato
Datos de la presa
Nombre Río Tupungato
Tipo materiales sueltos, núcleo impermeable
Altura 110 m m
Long. de coronación 650 m m
Cota de coronación 2621 msnm m
Cota de cauce 2511 msnm m
Datos de la central
Nombre Punta de Vacas
Potencia instalada 181 MW MW
Producción media 252 GWh/año
Turbinas 2 turbinas Francis
Población cercana Punta de Vacas
Datos del embalse
Nombre Río Tupungato

Fuentes: http://es.wikipedia.org/wiki/Proyecto_hidroel%C3%A9ctrico_Cord%C3%B3n_del_Plata
http://archivo.losandes.com.ar/notas/2008/6/6/economia-362752.asp
http://www.mendoza.edu.ar/contenidosdigitales/index.php?option=com_content&view=article&id=962%3Ael-comportamiento-del-agua-en-mendoza&Itemid=714&showall=1

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