ESQUEMA DE CONTENIDO
ESQUEMA DE CONTENIDO ... 1
INTRODUCCIÓN ... 2
1 ANTECEDENTES... 3
1.1 ISLA DE LA PALMA. GENERALIDADES... 4
1.2 LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS INSULARES... 6
1.3 SISTEMA ELÉCTRICO ISLA DE LA PALMA ... 8
1.4 PLAN DE AUTOSUFICIENCIA ENERGÉTICA... 12
2 CENTRALES DE BOMBEO HIDRO-EÓLICAS ... 15
3 ANÁLISIS DEL RECURSO... 20
3.1 ESTUDIO HIDROLÓGICO... 21
3.2 ESTUDIO DEL RECURSO EÓLICO ... 29
4 MEDIDAS MEDIOAMBIENTALES PREVENTIVAS Y CORRECTIVAS... 34
4.1 INTRODUCCIÓN ... 35
4.2 RESPECTO A LA GENERALIDAD ... 36
4.3 RESPECTO A LAS VÍAS PÚBLICAS. ... 37
4.4 RESPECTO A LOS APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS... 38
4.5 RESPECTO DE LA ENERGÍA EÓLICA ... 39
4.6 RESPECTO DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN... 40
5 DIMENSIONAMIENTO DE LA CENTRAL ... 41
5.1 INTRODUCCIÓN ... 42
5.2 CARACTERÍSTICAS DE LA ACTUAL CENTRAL MINIHIDRÁULICA DE EL MULATO ... 43
5.3 OPCIONES DE REPOWERING... 46
5.4 CONSIDERACIONES PREVIAS AL DESARROLLO ... 47
5.5 DESARROLLO DE LA SOLUCIÓN ADOPTADA... 50
5.6 SOLUCIÓN HIDRÁULICA ADOPTADA ... 59
6 DIMENSIONAMIENTO DEL PARQUE ... 61
6.1 SOPORTE INFORMÁTICO UTILIZADO ... 62
6.2 UBICACIÓN DEL EMPLAZAMIENTO... 63
6.3 DATOS DE VIENTO... 64
6.4 MODELIZACIÓN DE LA ZONA. ... 65
6.5 MODELIZACION DEL PARQUE EÓLICO. ... 68
6.6 AEROGENERADOR... 73
6.7 ESQUEMA ELECTRICO Y CABLEADO ... 75
6.8 LOGÍSTICA Y TRANSPORTE DE AEROGENERADORES ... 77
6.9 RESULTADOS... 83
6.10 SOLUCIÓN EOLICA OPTADA... 85
7 ANÁLISIS ECONÓMICO Y FINANCIERO... 86
7.1 Inversión... 87
8 CONCLUSIONES ... 91
INTRODUCCIÓN
La crisis económica ha provocado un descenso de la demanda de energía eléctrica del sistema eléctrico Canario y, es una situación que ha favorecido a los planes de adecuación y de nuevas energías en las islas, de esta forma se podrá adecuar el sistema eléctrico a próximos crecimientos económicos sin poner en peligro la estabilidad de la red. Según los últimos datos, en 2009 la demanda cayó un 2,1% y supuso un total de 9.139 GWh.
Las debilidades de los sistemas eléctricos insulares radica en la estabilidad de la red de transmisión, el bajo mallado, el aislamiento del sistema y la dependencia de grupos diesel. Estas características resaltan bastante en las Islas Canarias.
La isla de La Palma no está ajena a las debilidades antes mencionadas y posee características en su sistema de potencia que la alejan de los objetivos de Plan Energético de Canarias, porque no han integrado energías renovables en su mix energético a pesar de contar con recursos para ello.
El aprovechamiento hidroeólico de la Isla de la Palma que se plantea a continuación pretende colaborar con la instalación de energía limpia en la isla a través de la repotenciación de la Central del Mulato de 800kW a 5MW, y de un parque eólico de 5MW con el cual se realizará el bombeo para la central reversible.
El funcionamiento de la central de bombeo deberá contribuir al control de la potencia en las horas pico, en la estabilidad de la frecuencia y en la participación en la medida de sus posibilidades del plan de deslastre de cargas por baja frecuencias ante alguna contingencia. Además contribuirá a reducir los costes de la energía en las horas pico por evitar en su medida que entren unidades más caras a cubrir los desequilibrios de oferta demanda.
1.1 ISLA DE LA PALMA. GENERALIDADES
La Palma es una isla del océano Atlántico (Latitud: 28,6 Longitud: 17,7) perteneciente al archipiélago de Canarias (España). La misma esta adscrita y perteneciente a la provincia de Santa Cruz de Tenerife. La isla se divide en 14 municipios siendo la capital Santa Cruz de La Palma en la costa este de la misma.
La Isla tiene forma de triángulo isósceles con el vértice más agudo dirigido hacia el Sur, y mide 29 kilómetros de Este a Oeste y 47 kilómetros de Norte a Sur. Tiene una superficie de 708,32 km² (9,45% del territorio canario) y una población de 86.996 habitantes (INE, Diciembre de 2009).
Su territorio es muy abrupto, alcanzando los 2.426 m en el Roque de los Muchachos, punto más elevado. En el tercio norte se encuentra una gran depresión de origen erosivo que forma la Caldera de Taburiente, declarada Parque Nacional en 1954. Desde el centro de la isla hasta el sur, en la llamada Cumbre Vieja, hay una serie de volcanes entre los que se encuentran el de San Antonio, San Juan y el Teneguía (última erupción volcánica de Canarias en 1971). La Palma también posee el Parque Natural de Cumbre Vieja y el Parque Natural de Las Nieves, así como una serie de entidades protegidas de menor tamaño y grado de protección.
En 1983, la zona de "El Canal y Los Tilos" es declarada como Reserva de la biosfera por la Unesco. Esta área se amplió en 1997 para formar la "Reserva de la Biosfera de Los Tilos". Finalmente, en 2002 se extendió la reserva a toda la isla con la denominación de Reserva de la Biosfera de La Palma.
La Palma es una de las islas canarias con mayor superficie boscosa, tanto de pinos como de laurisilva. En cuanto a la agricultura, los cultivos principales son el plátano de Canarias y la vid.
La economía está basada en el sector terciario, principalmente turismo, lo que ha propiciado el desarrollo de la construcción. El turismo comenzó en los años 60 con los escandinavos, después vinieron los alemanes e ingleses que forman el grueso del turismo, cuya temporada fuerte es la invernal.
Actualmente se cultivan en la isla unas tres mil hectáreas de plátanos, siendo la segunda isla de Canarias donde más se cultiva (tras Tenerife), además existen plantaciones de cítricos, aguacates, verduras, papas y uvas (destinadas a la elaboración de vino). El traslado del agua de las cumbres a las huertas se hace a través de una red de galerías filtrantes y canales. La ganadería es principalmente caprina, destinada a la obtención de leche y la elaboración de quesos.
1.2 LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS INSULARES
Los sistemas eléctricos insulares presentan características tales que la estabilidad es un problema de primer orden. Los estudios de estabilidad de sistemas eléctricos investigan la capacidad de estos sistemas de alcanzar un punto de funcionamiento estable tras la ocurrencia de una perturbación, por ejemplo un cortocircuito o la desconexión de un generador, línea o transformador. Dichos estudios afectan a la planificación y explotación de los sistemas eléctricos en mayor o menor medida dependiendo de las características de los mismos.
Los sistemas insulares son de pequeño tamaño y están equipados total o parcialmente con grupos generadores de baja inercia (por ejemplo accionados por motores diésel). Por ello, las variaciones de frecuencia que se producen en caso de perturbaciones son muy superiores a las que se experimentan en sistemas fuertemente interconectados. Además, las redes eléctricas de los sistemas insulares están por lo general poco malladas y son de niveles de tensión inferiores a las redes de los sistemas interconectados.
Estos sistemas presentan unas características especiales en cuanto a su funcionamiento independiente de cualquier apoyo exterior, con las limitaciones propias de un sistema que trabaja con márgenes de reserva mayores (el fallo de un grupo es siempre posible), y con unos márgenes de regulación superiores a los que se pueden dar en un sistema que trabaja en “pool”, donde el apoyo exterior significa una disminución de los efectos del fallo de un grupo generador o una demanda, y su influencia en el comportamiento de los parámetros de tensión y frecuencia, base de la regulación del sistema, es menor.
Por otro lado, por su propia concepción presentan mayores problemas de estabilidad que los sistemas mayores ya que su generación está generalmente constituida por grupos de baja inercia, grupos diesel y centrales de gas, en ciclo abierto o combinado, lo que hace que la inestabilidad del sistema frente a perturbaciones sea mayor que en sistema con generación constituida por grupos de mayor inercia, como las grandes centrales nucleares o grandes grupos de carbón o fuel.
Otra característica de los sistemas insulares suele ser el bajo mallado de su red de transporte, normalmente constituida por sistemas de media tensión que, condicionados por las bajas demandas, hacen que la red presente unas condiciones de trabajo menos adecuadas a casos de emergencia o de fallo local, al no estar preparados para cubrir cualquier fallo de un elemento del sistema, condición N-1, sin sufrir sobrecargas en los que restan en servicio, lo que normalmente obliga a la realización de planes de deslastre de consumidores, con el fin de poder mantener de forma eficiente el equilibrio entre la generación y la demanda.
En definitiva el problema de los sistemas insulares deriva en una menor calidad de servicio, con unos costes mucho más elevados, que los que se producen en sistemas de gran dimensión, como el peninsular español.
Desde un punto de vista de análisis de la estabilidad en un sistema aislado, un criterio usual es partir de las condiciones normales de operación y comprobar el comportamiento del sistema cuando se produce el disparo del mayor grupo rodante.
de 48 Hz. No obstante, en la realidad, los deslastres de cargas se dan a partir de frecuencias inferiores a 49 Hz. Los relés de mínima frecuencia de los generadores suelen estar ajustados en valores de 47,5 Hz o menores.
Este criterio de reserva es general. Normalmente, a no ser que existan grupos muy grandes con relación a la demanda, con un nivel de reserva rodante igual a la potencia del mayor generador del sistema se cubren las necesidades de regulación primaria y secundaria, tanto en punta como en valle, sin necesidad de recurrir al deslastre de cargas por frecuencia.
Hay que tener en cuenta, la necesidad de reponer no sólo la frecuencia sino el servicio en tiempos reducidos tras un evento que produzca un desequilibrio importante, lo que exigiría, en todo caso, la adopción de una reserva rodante que cubra al menos el mayor generador de cada sistema.
1.3 SISTEMA ELÉCTRICO ISLA DE LA PALMA
El sistema eléctrico canario cuenta con seis subsistemas eléctricamente aislados y de pequeño tamaño comparados con el peninsular. Actualmente carecen de cualquier posibilidad de interconexión entre sí por las grandes profundidades marinas que impiden el tendido de cables submarinos; sin embargo, existe una excepción entre las islas de Lanzarote y Fuerteventura.
Este condicionante no permite aprovechar las sinergias que brindan las interconexiones eléctricas y que se resume en una mayor estabilidad en un sistema. Este aislamiento produce además un incremento del coste de la generación por la imposibilidad de realizar una optimización conjunta del sistema para asegurar la calidad de servicio.
Además, el PECAN (Plan Energético de Canarias) marca una senda de integración de energías renovables -fuertemente intermitentes y difícilmente previsibles- en estos sistemas para el que no existe un referente conocido y supone un desafío adicional en la gestión del necesario equilibrio entre la generación y el consumo.
Islas Canarias
Existen dos centros de control, uno en Gran Canaria y otro en Tenerife. Ambos funcionan como un único centro virtual que trabaja de forma conjunta con los despachos de las empresas de generación y distribución canarios. Estos centros se encargan de realizar labores como la programación diaria de la operación, el despacho económico de la generación o el estudio de los trabajos en la red de transporte.
Una de las principales diferencias entre los sistemas eléctricos peninsular y canario es precisamente el método de programación de la generación por el aislamiento y tamaño de este sistema.
tamaño requiere un tratamiento diferenciado con respecto al peninsular. Por eso, mientras que en la península existe un mercado libre con oferta y demanda con varios generadores, en Canarias se ha implantado un método de asignación efectivo de la generación, basado en la minimización de los costes variables de los grupos programados.
Para realizar esta asignación, Red Eléctrica ha desarrollado para Canarias la herramienta informática "SOLE", que realiza las funciones equivalentes a las del SIOS (Sistema de Información del Operador del Sistema) en la península y tiene en cuenta los parámetros técnicos de los grupos y los costes variables de los mismos. Esta aplicación establece, para cada hora, qué grupos deben funcionar y qué potencia deben suministrar. Inicialmente se parte de una orden de mérito económico que contempla dos aspectos: que se satisfaga la demanda total del sistema eléctrico y que se haga al menor coste posible. Posteriormente, se somete dicha solución a un estudio de restricciones técnicas que, además de las dos variables anteriores, tiene en cuenta la distribución eléctrica de los grupos de generación en el sistema eléctrico de potencia. La resolución de restricciones técnicas da la solución técnica que cumple con los requisitos de eficiencia económica, seguridad y calidad del suministro eléctrico.
Dentro del modelo de funcionamiento del sistema eléctrico canario, se desarrollan las siguientes actividades:
Recibe de los productores la información necesaria para ejecutar el programa de
generación (disponibilidad de grupos, reservas de combustible, etc), así como las previsiones de demanda de los distribuidores, comercializadores y consumidores.
En el caso canario, las puntas de demanda suelen estar ligadas a la época de mayor
ocupación turística que se corresponden con los meses de octubre, noviembre y diciembre.
Con esta información y con sus propias previsiones de demanda:
Elabora el programa de funcionamiento horario de los grupos generadores de
electricidad más económico para satisfacer la demanda de energía en función de los costes de producción,
Analiza y gestiona la viabilidad técnica de dicho programa con las infraestructuras
existentes para el transporte de energía eléctrica, desde los centros de producción hasta las zonas de consumo.
Posteriormente, publica la cantidad de energía que debe producir cada empresa
generadora, así como los costes de generación para que puedan ser realizadas las liquidaciones económicas.
Además, planifica el desarrollo de la red de transporte, gestiona los accesos a ella y se
ocupa de la correcta gestión del sistema generación-transporte en tiempo real.
Endesa Generación es la propietaria de la mayoría de las centrales de producción de energía eléctrica de los sistemas eléctricos insulares españoles. Estos sistemas han experimentado un crecimiento muy notable en los últimos años con expectativas de mantener la tasa de crecimiento en el horizonte de planificación próximo.
Las islas Baleares y las islas Canarias tienen varios sistemas eléctricos aislados. Las islas Baleares tienen los sistemas de Mallorca-Menorca e Ibiza-Formentera. Está bajo estudio la interconexión de los dos sistemas de las islas Baleares y su interconexión con el sistema peninsular. Las islas Canarias tienen los sistemas de Gran Canaria, Lanzarote-Fuerteventura, Tenerife, La Palma, El Hierro y La Gomera.
térmicas de ciclo combinado Son Reus II, Barranco de Tirajana y Granadilla de 220 MW cada una de ellas. Dichas centrales están equipadas con dos turbinas de gas y una turbina de vapor. La incorporación de estos nuevos grupos que suponen incrementos importantes de potencia respecto del tamaño del sistema, plantea nuevos escenarios que son objeto de análisis en este artículo. En el resto de los sistemas el aumento de la demanda será satisfecho gracias a la instalación de nuevos grupos accionados por motores diésel.
La isla de la Palma, al igual que el resto de las Islas Canarias, no está conectada a ninguna red eléctrica continental; y tampoco está interconectada con ninguna de las demás islas. Por lo tanto, es una red eléctrica aislada; siendo una isla, no sólo geográficamente sino también eléctricamente.
Actualmente la potencia de respaldo en La Palma la constituye La Central Térmica de “Los Guinchos” con una potencia instalada de 80,74 MW. Existen adicionalmente cinco parques eólicos en operación con una potencia instalada total de 9,93 MW ubicados en las zonas de mayor potencial eólico de la isla: Mazo, Fuencaliente, Grandal, Garafía y en el Aeropuerto. Por último, cuenta con una mini central hidráulica “El Mulato” ubicada en San Andrés y Sauces con una potencia de 800 Kw que aprovecha el potencial de los recursos hidráulicos de la zona de Marcos y Corderos del Municipio.
Tecnologia Parque Término Municipal Provincia Potencia MW
Central Eólica Manchas Blancas Mazo Santa Cruz de Tenerife 1.35 Central Eólica Fuencaliente Fuencaliente Santa Cruz de Tenerife 1.50 Central Eólica Montaña Pelada Galdar Santa Cruz de Tenerife 4.62
Central Eólica Juan Adalid Grafía Santa Cruz de Tenerife 1.26
Central Eólica Aeropuerto La Palma La Palma Santa Cruz de Tenerife 1.20 Central Térmica - DIESEL Los Ginchos Breña Alta Santa Cruz de Tenerife 58.24 Central Térmica - GAS Los Ginchos Breña Alta Santa Cruz de Tenerife 22.50 Central Hidroeléctrica El Mulato San Andrés y Sáuces Santa Cruz de Tenerife 5.00
95.67 Potencia Instalada en La Palma, 2010
TOTAL
Potencia instalada en La Palma
La Palma sólo cuenta con una línea perteneciente a la red de transporte entre La Central Térmica de Los Guinchos y La Subestación Valle de Aridane a una tensión de 66 kV, que da servicio a la segunda zona de la isla en número de habitantes. La generación de régimen especial, entre la que están los parques eólicos se conecta a la red de distribución a una tensión de 15 kV.
La característica radial del sistema de transporte de La Palma supone una dificultad añadida en el suministro eléctrico ante contingencias que provoquen fallos en la red, en cambio un sistema interconectado permitiría gestionar la energía eléctrica de la isla de manera eficaz, ya que de ésta forma se puede distribuir los excedentes de energía en aquellos sitios donde sea deficitario.
Este es el panorama del sistema eléctrico de La Palma en la actualidad: Dependencia casi exclusiva de los combustibles fósiles para generar electricidad (88.27% de la producción), con tímidas participaciones de las energías renovables (11.73% restante).
1.4 PLAN DE AUTOSUFICIENCIA ENERGÉTICA
Desde el año 2006, el Cabildo de la Palma apoyado por todas las fuerzas políticas, viene desarrollando un plan de autosuficiencia energético con el fin de que La Palma no dependa energéticamente del exterior y tienda al autoabastecimiento, utilizando los recursos renovables con que cuenta, como son: Los recursos hidráulicos, eólicos, fotovoltaicos, marinos, geotérmicos y los relacionados con la biomasa.
Un estudio realizado por “Global Energy Consulting” para el Cabildo sobre potencialidades energéticas insulares, llega a las conclusión de que el sistema eléctrico de La Palma presenta un grado de desarrollo que permite situarle en una posición inmejorable para el aprovechamiento de energías autóctonas renovables, tanto desde el punto de vista de su aplicación inmediata, como de realización de plantas piloto para el desarrollo de técnicas de almacenamiento y regulación, por tanto por su dimensión, situación geográfica, orografía, régimen de vientos y precipitaciones, La Palma ocupa una posición inigualable para el aprovechamiento de las energías renovables.
Así pues, desde Noviembre de 2006 se está trabajando por alcanzar una serie de objetivos establecidos en consenso con expertos sobre la materia entre las que cabe destacar :
-Alcanzar la máxima autosuficiencia energética y la mínima dependencia de combustibles fósiles.
-Asumir territorialmente la implantación en la Isla de las infraestructuras necesarias, amparándolas formalmente en los diferentes instrumentos de planeamiento insular.
-Completar los estudios existentes sobre el potencial de la Isla para implantación de energías renovables.
-Concienciar a la población sobre un ahorro y uso eficiente del agua.
Plan Hidráulico
De entre las distintas actuaciones que están planificadas, al presente proyecto le incumbe el plan hidráulico de autosuficiencia y que a continuación se expone.
La potencia hidráulica actualmente instalada en La Isla de La Palma corresponde únicamente a la central minihidráulica de “El Mulato”, ubicada en el término municipal de San Andrés y Sauces al Nordeste de la isla. El régimen de potencia con el que cuenta la central es de 800 kW frente a los 91,47 MW de potencia eléctrica total instalada en toda la isla, la mayoría de ella proveniente de centrales térmicas.
Laguna de Barlovento
Con estos dos proyectos, el Cabildo de la Palma prevé que para el año 2015 haya una potencia hidráulica de 6,40 MW.
Las centrales de bombeo son un tipo especial de centrales hidroeléctricas que posibilitan un empleo más racional de los recursos hidráulicos de un país. Disponen de dos embalses situados a diferentes cotas. Cuando la demanda de energía eléctrica alcanza su máximo nivel a lo largo del día, las centrales de bombeo funcionan como una central convencional generando energía. Al caer el agua, almacenada en el embalse superior, hace girar el rodete de la turbina asociada a un alternador. Después el agua queda almacenada en el embalse inferior. Durante las horas del día en la que la demanda de energía es menor el agua es bombeada al embalse superior para que pueda hacer el ciclo productivo nuevamente. Para ello la central dispone de grupos de motores-bomba o, alternativamente, sus turbinas son reversibles de manera que puedan funcionar como bombas y los alternadores como motores.
También son conocidas como central hidroeléctrica reversible y no es más que una central hidroeléctrica que además de poder transformar la energía potencial del agua en electricidad, tiene la capacidad de hacerlo a la inversa, es decir, aumentar la energía potencial del agua (por ejemplo subiéndola a un embalse) consumiendo para ello energía eléctrica. De esta manera puede utilizarse como un método de almacenamiento de energía. Están concebidas para satisfacer la demanda energética en horas pico y almacenar energía en horas valle.
La energía a utilizar para alimentar las bombas se realiza a través de energía eólica, con aerogeneradores que conforman un parque dimensionado con la demanda de potencia de las bombas.
La idea de utilizar un sistema de almacenamiento de energía a través del bombeo de agua de un depósito inferior a un depósito superior con energía eólica tiene como finalidad reducir el tamaño del embalse, aumentar la producción de electricidad en una planta de energía hidroeléctrica, o contar con un respaldo de energía para cubrir la demanda en las horas pico.
De acuerdo con la International Water Power y la construcción de represas, la central hidroeléctrica más antigua de almacenamiento por bombeo es la central hidroeléctrica de Schaffhausen, Suiza (Douglas, 1990). El proyecto se inició en 1909 y todavía está en operación. Otra central eléctrica de acumulación por bombeo antigua se encuentra en Walkerburn, Escocia, que fue encargado en 1920.
Hoy aun existe un interés en la construcción y el uso de sistemas de almacenamiento de electricidad por bombeo para suplir la energía en las horas punta. Esto gana importancia por la necesidad de los países que necesitan equilibrar y garantizar la estabilidad de la producción de electricidad debido a la creciente instalación de impredecibles, no gestionable o irregulares recursos de energía como la eólica y la energía solar.
De todos los países del mundo, EE.UU. es quien utiliza la mayor parte de las plantas de acumulación por bombeo, pero otros países como Japón y Rusia están en desarrollo. Una de las mayores estaciones es una estación de 1800 MW de potencia en Dinorwig, Reino Unido que puede abastecer a unos 1.320 MW en doce segundo (Douglas, 1990). Una planta pequeña de bombeo también puede ser útil y la de menor tamaño está en el oeste de Alemania, con una capacidad de alrededor de 0.5 MW.
Estas centrales funcionan en modo bombeo cuando la electricidad tiene bajo precio de mercado, cuando la demanda es baja en la red, bombeando el agua hacia el depósito superior. Este método de almacenamiento de energía es, de hecho, para almacenar la electricidad como energía potencial. A mayores exigencias en la red eléctrica, el agua en el depósito superior se libera al depósito inferior a través de una turbina hidráulica, para producir electricidad, que coincide, con el aumento del precio de la energía con la demanda.
Algunas ventajas pueden lograrse cuando un parque eólico se combina con el sistema de acumulación por bombeo. La mayoría de los parques eólicos en combinación con sistemas de acumulación por bombeo son a la vez conectados a la red eléctrica y a la generación de electricidad para bombear agua al embalse superior. La electricidad generada por los aerogeneradores, se utiliza durante las horas de bajo consumo para bombear agua al embalse superior. Se libera de nuevo, cuando hay la necesidad de producir energía en las horas punta en la red eléctrica. En horas de alta demanda, cuando la energía eólica no está disponible, el agua almacenada en el embalse superior es utilizada. En los lugares donde se aplica tarifa variable, existe la posibilidad de lograr importantes beneficios económicos al decidir sobre el horario de bombeo.
Una de las posibilidades para mejorar la regulación del sistema es incluir en el mismo; grupos de generación con gran capacidad de respuesta, que permitan una mejor regulación primaria, secundaria y terciaria, además de tener capacidad de responder en tiempos cortos, caso de haber sido necesario realizar deslastres, a los problemas causados por el deslastre de los consumidores, de forma que se consigue por un lado una mejora en los tiempos de respuesta de la regulación, y por otro una mejora en la calidad de servicio a los usuarios.
Desde este punto de vista, la inclusión de centrales hidráulicas en el sistema favorece de forma importante la capacidad de regulación en el mismo, con un precio que en su caso supone un precio de sustitución, al considerarse el agua de turbinación a precio cero.
En el caso de que la central sea de bombeo, ofrece además la ventaja de permitir aplanar la curva de demanda haciendo desaparecer los puntos de valle, aprovechando esta cualidad para bombear agua desde el vaso bajo al alto en momentos de poca demanda, haciéndolo además con una energía que en esos momentos debe ser más barata, y permitiendo generar con ese agua en punta, con lo que se elimina la generación necesaria para dar esas puntas con máquinas trabajando en condiciones poco adecuadas o de alto coste.
Funcionamiento Central de bombeo
Normalmente los valores de bombeo y turbinado no coinciden con los necesarios para cubrir los valles y la demanda en horas pico, pero ayuda a reducir la necesidad de grupos térmicos.
Esquema básico del sistema de bombeo con energía eólica
Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento (turbina eólica). En este caso, la energía eólica, en realidad la energía cinética del aire en movimiento, proporciona energía mecánica a un rotor hélice que, a través de un sistema de transmisión mecánico, hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica, que a su vez proporciona la entrada de energía para las bombas de agua.
Existen diferentes tipos de aerogeneradores, dependiendo de su potencia, la disposición de su eje de rotación, el tipo de generador, etc. Los aerogeneradores pueden trabajar de manera aislada o agrupados en parques eólicos o plantas de generación eólica, distanciados unos de otros, en función del impacto ambiental y de las turbulencias generadas por el movimiento de las palas. Para aportar energía a la red eléctrica, los aerogeneradores deben estar dotados de un sistema de sincronización para que la frecuencia de la corriente generada se mantenga perfectamente sincronizada con la frecuencia de la red.
3.1 Estudio Hidrológico
3.1.1 Recurso Hidráulico de la Isla de la Palma.
El patrimonio hidráulico de la isla de La Palma se haya constituido por numerosas captaciones de aguas subterráneas y superficiales, conducciones generales, de aducción y distribución, elementos de almacenamiento, y estaciones de tratamiento y vertido. La Isla cuenta con unas 237 captaciones de aguas subterráneas, entre galerías con un total de 162 y de 75 pozos, con más de 280 kilómetros perforados, acompañadas de 150 nacientes. El aprovechamiento general de las aguas superficiales se lleva a cabo en el barranco de Las Angustias y en la Laguna de Barlovento ubicado en el centro y norte de la isla, mediante tomaderos y canalizaciones de derivación.
La distribución de estos recursos a lo largo de la Isla se realiza a través de una amplia red de Canales y conducciones, de entre las que se pueden destacar los canales Barlovento – Fuencaliente en el extremo oriental y Garafía – Tijarafe en la parte occidental, junto con un gran número de conducciones principales como el trasvase Las Breñas – El Paso, de Minaderos, entre otros. Así como multitud de bajantes y elevaciones. En cuanto a la regulación, se cuenta con cerca de 6.000 elementos de almacenamiento embalses, balsas, y estanques, con una capacidad total de 11,40 hm3 el mayor. La Laguna de Barlovento con un volumen de 3,12
hm3. Asimismo, se dispone de un centenar de depósitos municipales de abastecimiento, que proporcionan una capacidad conjunta de 165.000 m3.
La palma dispone en la actualidad de recursos hidráulicos aprovechables en cuantía que ronda los 75 hm3/año. Los antiguos pobladores de la isla contaban apenas con el 20%
correspondiente a 15 hm3/año de esa cifra, a pesar de lo cual veían sobradamente satisfechas
sus necesidades de agua.
Los nacientes de Marcos y Cordero donde se desarrolla este proyecto y los barrancos de Las Angustias y del Agua principalmente, constituían fuentes y cursos permanentes e inagotables, cuyas aportaciones les bastaban aun en ocasión de las peores sequías. El panorama hídrico de la isla empezó a cambiar hacia la mitad del XIX, al iniciarse la apertura de galerías influenciado en parte por la creciente demanda. Durante décadas, se mantuvieron éstas, sin embargo, en muy modestas dimensiones, de a lo sumo unos cortos centenares de metros de longitud; pero ya en el siglo XX pudo sobrepasarse el kilómetro de profundidad. En la actualidad, la galería Pajaritos, en Barlovento, supera los 5 kilómetros de desarrollo.
A partir de estos puntos de regulación se despliegan las correspondientes redes de distribución, para el riego agrícola y el abastecimiento de poblaciones.
El valor de la precipitación insular anual media, obtenido a partir de las series históricas de precipitación facilitado por el consejo Insular de aguas la palma, y ponderado con su distribución territorial, se establece en unos 740 mm, Equivalente a 518 hm3/año, con un reparto
mensual similar al siguiente:
Distribución de precipitaciones. Fuente: Consejo Insular de Aguas La Palma.
Las precipitaciones medias mensuales acusan su marcada estacionalidad. En los meses de Invierno se registran los mayores valores medios de precipitación media 138 mm/mes, mientras que en la época de verano alcanzan los 0,2 mm/mes.
Régimen pluviométrico de La Palma. Fuente: Consejo Insular de Aguas La Palma.
Concretamente, la pluviometría media de las estaciones de más larga vida en la Isla cuyas series de registros se aproximan ya a los 50 años tienen un margen de error que, con un nivel de confianza del 90%, suele variar entre 5 y 10%, y en las de instalación más reciente, que llevan 13 años funcionando, este margen de error se mueve por lo general entre 15% y 20%, también para un nivel de confianza del 90%.
3.1.3 Infiltración; aguas subterráneas y su aprovechamiento en la palma.
La capacidad de infiltración en la isla es muy alta, excepto en la caldera de taburiente lo que hace el terreno permeable o muy permeable favoreciendo la isla en periodos de grandes precipitaciones y sus posibles caudales de avenidas.
La permeabilidad superficial de los terrenos de zonas altas, sobre todo en las laderas de la fachada exterior de la Caldera de Taburiente, es especialmente significativa. El cambio de la geología superficial propias de esas zonas favorece tal circunstancia. Significando esto, que el coeficiente de escorrentía en la mayoría de los cauces suele ser alto en cabecera, disminuye en zonas de medianía, y aumenta otra vez en los tramos finales, de modo que si ocurren avenidas estas se presentan en las zonas altas.
Infiltraciones de La Palma. Fuente: Consejo Insular de aguas La palma.
Corriente de escorrentía. Fuente: Consejo Insular de aguas La palma.
Del conjunto de los 260 hm3/año de infiltración insular, unos 35 hm3/año van a parar a los
acuíferos meridionales y acaban contaminados por emanaciones de gases volcánicos, los que no se contabilizan como recursos. De los 225 hm3/año restantes, unos 30 hm3/año alimentan al
Coebra, 105 hm3/año van directamente al de las Vertientes, y 89 hm3/año al acuífero Costero del
Norte de la Isla.
Los excedentes del Coebra vierten sobre el de las Vertientes, dando lugar a los 111 hm3/año
de recursos totales de éste que refleja la siguiente tabla. De igual modo, los excedentes del de las Vertientes como alimentación del Costero, sumados a los producidos por la recarga, dan para éste unos recursos globales de 176 hm3/año.
En torno a 67,75 hm3/año (26%), constituyen los recursos subterráneos extraídos, siendo
Propios (hm3/año) Propios + Aport.
(hm3/año)
Coebra 30.00 30.00 24.00 6.00 De las Vertientes 105.00 111.00 24.00 87.00 Costero 89.00 176.00 18.00 157.00 Colgados - - 1.00 -
TOTAL 224.00 - 67.00 157.00
Recursos Extracciones
(hm3/año)
Excedentes (hm3/año)
Acuífero
Balance Hidrogeológico
Balance hidrogeológico. Fuente: Consejo Insular de Aguas La palma.
El aprovechamiento de los recursos subterráneos de la Isla se realiza a través de los nacientes, las galerías y los pozos. La palma cuenta con centenas de nacientes repartido por toda la geografía de la palma, de caudales variables, y muy dependientes por lo general de las precipitaciones como podemos observar en los siguiente grafico.
Aprovechamiento de recursos subterráneos. Fuente: Consejo Insular de Aguas.
Distribución de las aguas Subterráneas en la Isla de la Palma.
En cuanto a las galerías, por lo general se emboquillan en cotas medias y altas, y tienden a concentrarse en la cara exterior del espaldón de la Caldera de Taburiente. Más de una docena se emboquillan dentro de esta misma depresión. En el barranco de El Riachuelo hay abierto, además, un conjunto de ellas, por lo común de modesta longitud. Abundan también relativamente en la dorsal insular, fundamentalmente a la altura de Breña Alta los pozos captan sus caudales del acuífero Costero, alumbrando las aguas a cotas muy próximas a la del nivel del mar.
3.1.4. Nacientes Marcos y Cordero.
La Palma cuenta con un gran número de manantiales naturales de agua, repartido de forma irregular por toda la isla y de caudales bastante variables y muy dependientes por lo general de las lluvias que se presentan mayormente en periodos invernales y en menor proporción en la temporada estival como hemos citado anteriormente.
Dos de las nacientes existentes son de los principales de la isla: el de Marcos y Cordero, en la zona de cabecera del Barranco del Agua término municipal de San Andrés y Sauces ubicado en la margen noreste de la isla y que representa el arco de paredes interiores del anfiteatro natural que constituye la Caldera de Taburiente conocido como El Paso.
Los nacientes tienen caudales apreciablemente influidos por las precipitaciones. Estos se aforan con relativa regularidad desde el ano 1950. Como muestra el grafico facilitado por el consejo insular de aguas isla de la palma.
Caudales de los nacientes de la caldera de Taburiente
En el que podemos observar durante el período 1982-1987 las aportaciones anuales de los nacientes oscilaron entre 2,6 hm3/año, o 83 l/s y 3,6 hm3/año o 116 l/s. En el 25% de los años
esto es, en el cuartil de los más secos, esas aportaciones no superaron los 2,9 hm3/año o 92 l/s;
por el contrario, la aportación de 3,3 hm3/año o 105 l/s tuvo una probabilidad del 25% de ser
superada. Según el estudio denominado "Estudio del Aprovechamiento de los caudales circulantes por el Barranco de Las Angustias" hecho por el consejo, el caudal medio del período es de 406 l/s, de 352 l/s el del caudal anual que es superado por el 75% de los años y de 459 l/s el que es sobrepasado sólo por el 25% de estos mismos años.
Las aguas de Marcos y Cordero así como la mayoría de los nacientes y galerías de la Caldera de Taburiente constituyen el afloramiento del acuífero Coebra. Al margen de ellos, en toda la superficie de la isla brotan caudales que provienen del surgimiento de pequeños acuíferos conjuntamente, por lo que no hay forma de discernir exactamente qué aportaciones son de galerías y cuáles de manantiales; así que las cifras relativas a caudales de nacientes y galerías deben aceptarse con reservas.
3.2 Estudio Del Recurso Eólico
3.2.1 Relieve De Islas Canarias
El relieve de las Islas Canarias se ha formado a lo largo de los años por sus grandes actividades volcánicas que han propiciado a formar el paisaje característico apreciable en cada una de las islas. Se puede asumir de esta manera que la antigüedad de sus suelos y la resistencia de sus materiales son muy variables y depende de la actividad volcánica particular de cada isla. Así mismo, las zonas de mayor altura en cada isla se encuentran ubicadas en su centro y van disminuyéndose a medida que se acerca a las costas.
Las bases de las islas están constituidas por erupciones volcánicas submarinas a partir de una mezcla de sedimentos marinos, lavas almohadilladas o pillow-lavas y una densa red de diques.
Los altos relieves son comparados con edificios de material volcánico construidos por la acumulación de lava en diversas erupciones. Es importante destacar dos relieves significativos, la de Cumbre Vieja en el sur de La Palma, y la de La Esperanza o Pedro Gil en Tenerife.
La historia de los valles y las calderas es un poco mas peculiar y sus teorías van relacionadas a grandes deslizamientos gravitacionales y erosiones.
Sus playas son unos de los tesoros más codiciados y visitados por el turismo. La arena de estas playas son consecuencia de desgastes por erosión (actividad del mar) y grandes aportes del viento desde el desierto del Sahara. Es por esto que en las islas orientales son más predominantes que en las occidentales las arenas amarillas que viajan desde el continente africano. En las islas occidentales la arena es de color negro por la juventud de sus materiales, o en caso contrario por erosión de rocas de color claro.
3.2.2 Importancia Del Relieve En La Palma
Es importante mencionar que la cordillera central de la isla sobrepasa los 2.000 metros de altitud creando una biodiversidad variada y provocando cambios en los vientos importantes.
Se puede dividir el clima en dos zonas muy variables. La parte nordeste favorecida por los vientos alisios cargados de humedad y la suroeste mucho más seco y soleado. Estos vientos alisios y el alto relieve de la isla, ayudan a la parte nordeste sea la más favorecida por las lluvias, creando pantallas que ayudan a aprovechar el agua que viaja con los vientos. Dichos vientos forman un mar de nubes provocando la llamada “lluvia horizontal” (al contacto de estas nubes con los árboles), lluvia en forma de goteo de gran importancia para los acuíferos.
3.2.3 Identificación del emplazamiento
El municipio donde se hace el estudio eólico es San Andrés y Sauces y está situado en el nordeste de la isla canaria de La Palma. Tiene una extensión de 42,75 km² y una población de 4.884 habitantes (INE, enero de 2009).
San Andrés y Sauces esta conformada por la unión de los pueblos San Andrés en la costa y Los Sauces en las medianías. Estos pueblos se unieron tras una gran crisis de caña de azúcar lo que provoco crisis económica. Esta decisión fue tomada para poder sobrellevar la crisis.
El municipio se destaca por su masa boscosa de laurisilva, sus profundos barrancos, sus bancales y cultivos de plátanos. Algunos lugares de interés son el barranco y bosque de Los Tilos, Los Nacientes de Marcos y Cordero, El Molino El Regente, El Charco Azul (piscinas naturales), El Puerto Espíndola, Iglesia de San Andrés, así como los núcleos de población, donde encontramos buenas muestras de arquitectura tradicional.
3.2.4. Generalidades Del Viento
El viento es el movimiento del aire, normalmente causado por corrientes de convección o por diferencias de presión en el movimiento del aire que está presente en la atmósfera; este cambio de presión es producido por causas naturales y además por la fuerza de Coriolis. Se trata de un fenómeno meteorológico, es decir, el viento se define como el desplazamiento de las masas de aire.
La fuerza de Coriolis es una fuerza ficticia que aparece cuando un cuerpo está en movimiento con respecto a un sistema en rotación y se describe su movimiento en ese referencial. La fuerza de Coriolis es producida por la rotación de la tierra sobre su eje y desplaza las masas de aire hacia el norte en el hemisferio norte y al sur en el hemisferio sur. Esta fuerza es la causante de que en el hemisferio norte los vientos ciclónicos describan círculos en sentido de las manecillas del reloj y causando el mismo efecto pero contrario en el hemisferio sur.
Para explicar el comportamiento del viento dividiremos la atmosfera en tres escalas de la siguiente manera:
Macroescala:
En esta escala están comprendidos los vientos globales o terráqueos (sobre los 1.000 km). Estos vientos determinan las características del tiempo en el planeta.
En otras palabras, Desde el ecuador existe un movimiento constante de aire debido a las altas temperaturas que se mantienen hasta los 30-35º hacia el ambos lados (norte y sur) enfriando el aire; estos vientos se conocen como vientos alisios.
Mesoescala:
Esta escala comprende vientos de entre 10 y 500 km de altura con respecto a la tierra. Estos vientos constituyen:
Los vientos estacionales, estos vientos están atados de la mano con las estaciones del año y la forma en la que el sol impacta la tierra. Las temperatura muestran variación entre verano e invierno en comparación con los aires en los océanos cercanos; debido a esto los continentes presentan en el verano vientos más fríos procedentes del mar y en invierno se producen vientos mas calientes que van hacia los océanos desde los continentes.
Los vientos locales, estos están relacionados a la orografía por donde se desplaza el aire. Podemos encontrar las brisas marinas, las brisas terrestres cerca de los océanos y los vientos encauzados.
La relación entre las brisas marinas y las brisas terrestres van relacionadas gracias al impacto del sol, donde la tierra se calienta mas rápido que el agua durante el día; y que en la noche sucede lo contrario donde la tierra esta mas fría. Esta relación produce el intercambio ambos lados (en la noche, el aire marino mas caliente sube y el aire de la tierra pasa a reemplazarlo, mientras en el día pasa la contrario). A mayor diferencia de temperaturas mayor desplazamiento del aire; es por esto que las brisas de la noche son mas lentas que las del día.
Los vientos provocados por la orografía como los vientos de valle, son producidos al encause de grandes masas de aire que aceleran en estas zonas.
Microescala:
Esta escala tiene un área aproximada de 200 metros hasta el suelo y se ven influenciadas por los obstáculos. Esta es la capa mas importante para el aprovechamiento energético y la razón por la que en las colinas pueden resultar importantes el incremento de viento.
3.2.5 Recurso Eólico De La Isla.
La isla de La Palma consta de buenos vientos que son muy favorables para parques eólicos, sin embargo considerando que esta isla es reserva de la biosfera, se deben realizar profundos análisis de la zona y cuidar la contaminación acústica y medioambiental que puedan producirse durante la construcción, y la contaminación acústica y visual una vez terminado el parque.
Instituto de la Diversificación y Ahorro Energético (a partir de ahora IDAE) que señalan en distintos colores las velocidades medias de viento que se pueden encontrar repartidas en La Palma:
Recurso eólico de La Palma
De estos mapas de viento, se pueden extraer dos conclusiones;
Del segundo gráfico, cabe destacar la perseverancia de los vientos incidentes, independientemente de la estación del año en la que se encuentre la isla. Esto viene a demostrar que los vientos dominantes en la isla son los vientos alisios.
Pese a ello, llama la atención en el primer gráfico, que la parte de la isla que más expuesta queda a los vientos (recordar que inciden por el noreste) es la parte de la isla junto a la parte suroeste que menos velocidad de viento existe. Este efecto es provocado por la orografía característica de La Palma.
La Caldera de Taburiente es una montaña de origen volcánico que se alza justo en el centro de la isla alcanzando los 2000 m de altura. Esto hace, que en la zona de barlovento aparezca un efecto eólico llamado “efecto cuchara vertical”. La pendiente de la isla en esa zona es muy acusada, obligando al viento a expandirse verticalmente en un margen espacial muy corto. Al producirse esta expansión, la velocidad de viento disminuye considerablemente. No obstante, a medida que el viento salva este “obstáculo” recobra sus propiedades originales. Esta misma montaña, provoca en la parte suroeste una zona de desvente, de ahí la baja velocidad de viento.
Por el contrario, en las zonas que quedan perpendiculares a la dirección dominante, es decir, en la parte noroeste y sureste de la isla, el recurso eólico aumenta considerablemente. Esto se debe al “estrangulamiento” del viento a su paso por la isla.
4.1 INTRODUCCIÓN
Para llevar a cabo un proyecto de explotación hidráulica en cualquier lugar se toman medidas preventivas y correctoras, y este caso tampoco escapa a esa situación. El aprovechamiento hidroeólico en la isla de la palma específicamente en el municipio de San Andrés y sauces es un proyecto muy particular partiendo de que se realizara un proyecto de bombeo puro para cubrir parte de las demandas picos que se presentan en la isla y que partirá del aprovechamiento de una de las nacientes mas importante de toda la isla y del municipio como lo es la de Marcos y Cordero, visitada por miles de turistas que se aventuran a conocer los encantos de la isla bonita como también es conocida. San Andrés y Sauces es un municipio del norte, noreste de la isla de la palma, el cual consta de buenas condiciones tanto climáticas y orográficas que han propiciado un desarrollo de una exuberante vegetación que cubre las inclinadas laderas y los profundos barrancos de la Reserva, el cual tiene en su haber una importante muestra de pinos canarios. Las formaciones de monteverde ocupan la mayor parte del Espacio y alcanzan su óptimo en aquellos lugares donde la pendiente es poco pronunciada y existe suficiente acumulación de suelo y humedad. Este fenómeno condiciona que el sotobosque sea pobre en arbustos y hierbas, creciendo tan sólo especies que requieren poca luz, como helechos, musgos, líquenes y hongos.
Al aumentar la inclinación de la ladera aparecen otras especies del monteverde, menos exigentes, entre las que destacan acebiños, fayas, loros y brezos, mientras que en los escarpes soleados pueden verse madroños, peralillos y barbusanos. En la parte alta de la Reserva, a partir de los 1.200 metros de altitud, comienzan a aparecer los pinos entremezclados con fayas, brezos y acebiños, especies éstas que a cotas superiores se ven sustituidas por arbustos como el amagante, la Gacia el Tagasaste y otros. Por otra parte, son también de destacar las densas formaciones de sauces que cubrían los fondos de los barrancos, las cuales han ido desapareciendo a medida que se canalizaban las aguas desde los nacientes. Marcos y cordero nacen en lo alto de la Caldera de Taburiente, naciente que durante gran parte del tiempo ha estado presente en el desarrollo de este importante municipio de San Andrés con el aprovechamiento de un salto de 929 metros, este proyecto conlleva importantes aportaciones medioambientales, dado que posibilitará la disminución de emisiones de CO2, al reducir la
generación eléctrica tradicional de la central térmica de Los Guinchos, en Breña Alta.
El buen estado de conservación que presenta la Reserva del Canal y Los Tilos la convierte en una de las zonas más ricas del Archipiélago desde el punto de vista faunístico, especialmente en lo que respecta a elementos ligados a las formaciones de laurisilva y en menor medida a pinares. Entre los grupos más destacados cabe mencionar los invertebrados, las aves y algunos murciélagos.
4.2 RESPECTO A LA GENERALIDAD
Evitar afectar sobre espacios protegidos del emplazamiento, excepto que puntualmente generen un menor impacto ambiental evidente sobre la biota, los elementos geomorfológicos o el paisaje; deben ser presentadas medidas preventivas al mismo.
En cuanto no sea posible prescindir de la ubicación de elementos de infraestructura o del paso de las redes en espacios de valor natural se establecen medidas de carácter protector- reductor, que afectan a las diversas fases de estudios previos, proyecto y ejecución de la obra, además del impacto previsible de la propia instalación.
Considerar especialmente la presencia y susceptibilidad de afectación de elementos de flora y fauna incluidos en el Catálogo de especies amenazadas de Canarias, así como elementos geomorfológicos y el paisaje, ante las actuaciones proyectadas; presentar medidas protectoras y preventivas.
Valorar la posible incidencia de las obras y el funcionamiento de la instalación especialmente el ruido sobre la avifauna, especialmente en las zonas de interés faunístico y durante el periodo de nidificación y la eventual adopción de medidas, el estudio debe contener medidas reductoras.
Establecer condiciones específicas sobre los movimientos de tierra, en la obra, y sobre la integración paisajística de los bordes; estableciendo medidas tanto correctoras como reductoras.
Valorar las posibles incidencias a nivel geológico e incluir medidas de prevención de riesgos tanto durante la obra como en su puesta en uso, contener medidas preventivas.
El proyecto deberá especificar las medidas de prevención de impactos durante las obras, así como las de restauración de los suelos afectados por éstas y la integración paisajística de los ámbitos afectados por la instalación o por la obra, presentar medidas preventivas y reductoras.
4.3 RESPECTO A LAS VÍAS PÚBLICAS.
Minimizar la creación de taludes y terraplenes y la ocupación de suelos como zonas de préstamos, procurando el mayor equilibrio posible en el movimiento de tierras, presentar medidas reductoras.
En las zonas afectadas por movimientos de tierras, taludes y terraplenes se deberán revegetar con especies autóctonas las nuevas superficies expuestas, como medida de integración ambiental y paisajística y preventiva de la ocupación con especies exóticas, establecer medidas preventivas y reductoras
Medidas de integración paisajística de los elementos de protección o seguridad vial, tales como vallado, pasos elevados o inferiores presentar medidas tanto correctoras como reductoras.
Las obras de mejora de las vías existentes y las nuevas deberán garantizar los pasos de fauna a lo largo del recorrido.
Las actuaciones en áreas especialmente sensibles, tales como la carretera entre el Remo y La Zamora, estudio previo de viabilidad ambiental por afectar un Espacio Natural Protegido y con áreas de interés biótico y geomorfológico.
4.4 RESPECTO A LOS APROVECHAMIENTOS
HIDROELÉCTRICOS
Se impondrán los siguientes límites al aprovechamiento de aguas superficiales y/o subterráneas:
- Con carácter general, el caudal mínimo que debe respetarse es el 10% del caudal medio interanual medido diariamente.
- En los barrancos localizados total o parcialmente en ENP, u otros espacios de valor natural incluidos en zonas A o Ba PORN, el caudal mínimo ecológico es el 20% del medio interanual. El planeamiento de los ENP u otros espacios protegidos podrá modificar este valor, en el correspondiente ámbito de actuación, en función de las condiciones particulares que concurran en cada caso.
- El acuífero Coebra se considera zona de reserva del caudal ecológico de La Caldera de Taburiente, y se prohíben nuevas obras de captación de aguas subterráneas; presentar mediadas preventivas.
Los accesos a balsas e instalaciones atenderán prioritariamente a la reutilización de vías, caminos existentes, minimizando la apertura de nuevas vías o la excesiva ampliación de vías de acceso y el movimiento de tierras; contener medidas preventivas y reductoras.
El proyecto de balsas u otras instalaciones incorporará un plan para el reaprovechamientos de las tierras y materiales de excavación.
Se coordinará la ejecución de las balsas de almacenamiento de agua para uso humano o generación de energía con las tareas de restauración, para evitar la generación de zonas de préstamos y otros impactos indeseables, presentando medidas correctoras.
Tanto en la fase de proyecto como en la ejecución, deberá evitarse el empleo de residuos de demolición, industriales y otros que puedan comportar efectos indeseables sobre el suelo, la atmosfera y los recursos hídricos superficiales o subterráneos, presentar medidas preventivas.
El proyecto de nuevas conducciones, debe incorporar medidas de integración paisajística, así como el compromiso de retirada de conducciones inservibles y la restitución paisajística del suelo afectado; y las medidas correctoras y reductoras del impacto.
4.5 RESPECTO DE LA ENERGÍA EÓLICA
Se consideran áreas aptas para los parques eólicos y se ajustarán a las siguientes condiciones:
- La ampliación de parques eólicos existentes se considerarán prioritaria frente a nuevas localizaciones con potencias equivalentes. Siempre se considerará la ampliación de un parque existente frente a la creación de uno nuevo.
Los parques eólicos que se propongan deberán justificar necesidad y oportunidad en base a : - La necesidad de nuevos parques eólicos frente a la ampliación de los existentes.
- Su relación con otras fuentes, especialmente la hidroeléctrica. - Las óptimas condiciones de viento.
4.6 RESPECTO DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN
Se valorará en cada caso los posibles impactos producidos por el soterramiento de las líneas eléctricas existentes, en relación al mantenimiento de los actuales tendidos aéreos. Esta valoración tendrá presente los efectos sobre la flora, fauna, gea y paisaje.
En las zonas forestales, tanto para tendidos soterrados como aéreos, se recubrirá el área de protección con suelo que garantice la estabilidad, a fin de evitar la erosión, y la penetración de espacios vegetales de carácter invasivo; presentando medidas preventivas y reductoras.
Los nuevos tendidos aéreos o la repotenciación de los existentes deberán incorporar el sistema de cable trenzado protegido o equivalente, a fin de evitar la electrocución de las aves y el riesgo de incendios; presentar tanto las medidas preventivas como reductoras.
5.1 INTRODUCCIÓN
Las centrales hidráulicas reversibles de nueva construcción se diseñan para poder turbinar a plena carga entre 4 y 6 horas y bombear durante horas valle. Para ello se construye un embalse superior que viene a ser una represa y un embalse inferior en el que se almacena el agua turbinada para así bombearla posteriormente de nuevo al embalse superior.
Esquema de una central de bombeo
Normalmente una de las características de estas centrales es el uso de la misma tubería tanto para la turbinación como para la impulsión. Esto conlleva a utilizar el mismo volumen de almacenamiento aproximadamente en ambos embalses o depósitos (si es bombeo puro). A priori esto no constituye un problema ya que al ser centrales de nueva construcción, este criterio está presente en el diseño y se buscan emplazamientos que se adapten a las características deseadas.
5.2 CARACTERÍSTICAS DE LA ACTUAL CENTRAL
MINIHIDRÁULICA DE EL MULATO
La central minihidráulica de El Mulato es actualmente la única central hidráulica de La Palma. En épocas pasadas existían además las minicentrales de Tazacorte (400 kW),y El Remolino (100 kW) y ambas generaban suficiente energía para cubrir la demanda de toda la isla. Hoy en día el cauce de los ríos de estas dos antiguas centrales se desvía para regadío, dejando a la de El Mulato como única central minihidráulica.
Vista exterior de la central de El Mulato
Carretera hacia la central de El Mulato
La central actual dispone de un salto de 450 m y cuenta con una turbina Pelton que proporciona una potencia de 820 kW. El edificio de la central está muy bien conservado y presenta un estado bastante adecuado. Además cumple con toda la normativa vigente que le incumbe ya que actualmente está en uso.
El caudal de agua que necesita la turbina se toma del río que circula por el interior del barranco de Marcos y Cordero. Este riachuelo no dispone de mucho caudal, unos 107 l/s, por lo que se hace imprescindible tener un salto de agua alto para generar una potencia eléctrica mínima.
5.3 OPCIONES DE REPOWERING
La repotenciación de una central minihidráulica se lleva a cabo cuando dicha central queda obsoleta y no es capaz de ofrecer una potencia demanda o cuando una central está en desuso y se quiere aprovechar las infraestructuras ya construidas con intención de minimizar costes y de reducir movimientos de tierra y daños colaterales que puedan ocurrir durante la obra civil de estas centrales.
Si la central ha quedado obsoleta y no es capaz de suministrar una potencia o los equipos instalados están al final de su vida útil, generalmente la actuación a seguir es simplemente la de cambiar los equipos electromecánicos por unos equipos que estén tecnológicamente a la vanguardia, de modo que únicamente el trabajo se reduzca a la sustitución de los equipos.
Por otro lado, si la central ha quedado en desuso o está abandonada, se puede diseñar una central completamente nueva, incluso variando su tipología, y aprovechar las infraestructuras construida para disminuir el costo de construcción y minimizar los daños colaterales que puede ocasionar al medio ambiente.
5.4 CONSIDERACIONES PREVIAS AL DESARROLLO
5.4.1 Alternativa seleccionada
La situación en la que se encuentra la central de El Mulato es una solución de repowering mixta entre las explicadas en el punto anterior.
Se trata pues de una central que está en uso pero que al encontrarse inmersa en un proyecto dirigido por el Cabildo en el que se pretende aumentar la potencia de 0,8 MW a 5 MW no basta con cambiar el equipo electromecánico.
El caudal medio del río, descontando el ecológico, es de aproximadamente 310 m3/h.
Así pues, la única solución factible es la de cambiar el tipo de central aprovechando lo más posible las infraestructuras existentes. La alternativa que más se adapta es la de una central hidráulica reversible pura en la que únicamente se utilice el caudal de río como aporte de agua al circuito hidráulico con objeto de vencer las pérdidas hídricas que se produzcan.
5.4.2 Horas de funcionamiento
Las horas para las que se diseña funcionamiento de este tipo de centrales oscila entre 4 y 6. Este número no es fruto de la casualidad, si no que suele ajustarse al número de horas al día en las que la demanda de energía adquiere un pico, es decir, en las horas punta de consumo eléctrico.
En la isla de La Palma, esta curva sigue el mismo patrón, ya que el comportamiento del sector eléctrico es muy parecido en los países desarrollados. Sin embargo, el número de horas diarias que duran los picos de demanda es algo inferior. Así pues, las horas de funcionamiento para las que la nueva central de El Mulato se diseña, oscilan entre 3 y 5 horas continuadas al día turbinando a plena carga.
Evolución de la demanda eléctrica diaria en Canarias
5.4.3 Premisas de los depósitos superior e inferior
En las centrales de bombeo puras como la que en este proyecto se describe, los tamaños de los depósitos superior e inferior están estrechamente relacionados. El depósito superior se diseña para albergar el suficiente volumen de agua y poder turbinar a plena carga las horas especificadas. Por otro lado, el embalse inferior ha de diseñarse para conseguir recargar el depósito superior a través de un bombeo en un cierto número de horas.
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Volumen depósito con recarga simultánea
Volumen depósito sin recarga simultánea
Comparativa de volúmenes de depósitos
5.5 DESARROLLO DE LA SOLUCIÓN ADOPTADA
En puntos anteriores se han establecido las bases y pautas para poder dimensionar la central hidráulica. Este apartado se va a centrar únicamente en el diseño de la parte hidráulica de la central dejando al margen todo lo referente al sistema eléctrico tanto de entrada y de salida.
5.5.1 Criterios de diseño
Según lo mencionado hasta el momento, los criterios que se establecen para el diseño y dimensionamiento de la central son los siguientes:
1.- La nueva central hidráulica de El Mulato será una central hidráulica reversible pura de 5000 kW.
2.- La nueva central hidráulica de El Mulato deberá funcionar a plena carga y con recarga simultánea durante un período de tiempo mínimo de 3 horas y máximo de 5 horas según sus posibilidades.
3.- La nueva central hidráulica de El Mulato tendrá capacidad de recargar el depósito superior en horas valle si procede.
4.- La nueva central hidráulica de El Mulato respetará el medio ambiente y afectará lo menos posible al parque natural de Las Nieves.
5.5.2 Centro de turbinas
El centro de turbinas estará ubicado en el interior del edificio de la central, tal y como se encuentra el actual centro de turbinas.
Las turbinas pelton están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos y bajo caudal como es el caso de El Mulato. Las centrales hidroeléctricas dotadas de este tipo de turbina cuentan, la mayoría de las veces, con una larga tubería llamada galería de presión para trasportar el fluido desde grandes alturas, a veces de hasta más de 300 metros. Al final de la galería de presión se suministra el agua a la turbina por medio de una o varias válvulas de aguja, también llamadas inyectores, los cuales tienen forma de tobera para aumentar la velocidad del flujo que incide sobre las cucharas.
Turbina Pelton
Una turbina Pelton es uno de los tipos más eficientes de turbina hidráulica. Es una turbo máquina motora, de flujo trasversal, admisión parcial y de acción. Consiste en una rueda llamada rodete o rotor dotada de cucharas en su periferia, las cuales están especialmente realizadas para convertir la energía cinética de un chorro de agua que incide sobre las cucharas en energía eléctrica.
La energía hidráulica es una energía renovable, prácticamente gratuita y limpia. En la producción de electricidad sustituye a los combustibles de origen fósil existente en la isla de la palma, con todos los problemas de eliminación de desechos que traen consigo.
Entre los argumentos que hablan a favor de esta energía hidráulica y de los pequeños aprovechamientos en particular podemos mencionar:
· Que no hay forma más limpia de producir energía eléctrica que la basada en la energía hidráulica.
· El agua como combustible no se consume, solo es explotada y no empeora su calidad.
· No se producen emisiones contaminantes.
Debido a una mayor conciencia que actualmente tenemos en cuanto a los problemas del medio ambiente, tanto el productor como el propietario de una instalación generadora de electricidad ya no pueden permanecer indiferentes ante la pregunta de si la tecnología elegida es o no perjudicial para el medio ambiente.
Un pequeño aprovechamiento hidroeléctrico como el mulato puede ser realizado bien sobre un sitio tal que ya exista una presa construida como es el caso ó una caída de agua determinada que define perfectamente el lugar ó, por contraste, en una vertiente suave donde la altura juega un papel preponderante y por medio de un canal de entrada, tubería de presión, y demás componentes.
Las de disposición Horizontal solo se pueden instalar turbinas de uno o dos chorros como máximo, debido a la complicada instalación y mantenimiento de los inyectores. Sin embargo, en esta posición, la inspección de la rueda en general es más sencilla, por lo que las reparaciones o desgastes se pueden solucionar sin necesidad de desmontar la turbina.
En la disposición Vertical se facilita la colocación de alimentación en un plano horizontal y con esto es posible aumentar el número de chorros sin aumentar el caudal y tener mayor potencia por unidad. Se acorta la longitud entre la turbina y el generador, disminuyen las excavaciones y hasta disminuir al diámetro de la rueda y aumentar la velocidad de giro. Cabe mencionar que en la disposición vertical, se hace mas difícil y, por ende, más caro su mantenimiento, lo cual nos lleva a que esta posición es más conveniente para aquellos lugares en donde se tengan aguas limpias y que no produzcan gran efecto abrasivo sobre los álabes.
En definitiva, a medida que el salto o la caída de agua aumentan, se necesita menor caudal de agua para generar la misma potencia. La energía es la fuerza por la distancia, por lo tanto, una presión más alta puede generar la misma fuerza con menor caudal.
Gráfico para selección de turbina
