GESTIÓN INTELIGENTE DEL AGUA
GENERACIÓN DISTRIBUIDA EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
Miguel Ángel Gálvez García
Subdirección de Depuración y Medio Ambiente
Fecha: 24.02.2016
2
3. Conclusiones3. Conclusiones
2. Aprovechamiento de todos los2. Aprovechamiento de todos losyacimientos de energíayacimientos de energía
ÍNDICE
1.1. Necesidad de ciudades inteligentesNecesidad de ciudades inteligentes
333
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
Huellaecológica
Ciudadesinteligentes
• El informe National Footprint de noviembre2009 fijó a escala mundial una huellahuellaecológicaecológica dede 22,,66 ha/ha/habhab, siendo lacapacidad del planeta de 1,8 ha/hab., esdecir necesitábamos ya 11,,4444 planetasplanetas..
• Los países desarrollados estamos viviendopor encima de nuestras posibilidades yaumentando cada año nuestra deuda conel planeta.
https://www.youtube.com/watch?v=280aTeLaT1o
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
444
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
Huellaecológica
Ciudadesinteligentes
Fuente: www.footprintnetwork.org
EEUU tiene una huella de 9,6 ha y España de 6,4 ha. Angola 0,9 ha/hab.
Necesitamos tres Españas paramantener nuestro nivel de vida
555
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
Huellaecológica
Ciudadesinteligentes
Huellahidrológica
La huella hidrológica de laComunidad de Madrid en 2005
fue:
4.566 l/hab/día
523 l territorio + 4.043 l importados(x8)
De haberse mantenido el consumo unitario de1.991, requeriríamos para abastecer a lapoblación 735 hm3
Fuente: Canal de Isabel II; Cuadernos I+D+i
Incremento del 75% en nuestrahuella respecto al periodo 1985-
1995.
100
200
300
19
20
19
25
19
30
19
35
19
40
19
45
19
50
19
55
19
60
19
65
19
70
19
75
19
80
19
85
19
90
19
95
20
00
20
05
20
10
20
15
343
666
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
Huellaecológica
Ciudadesinteligentes
Huellahidrológica
Dependenciaeléctrica
Las ciudades son cada vezmás electrodependientes.
Fuentes de energía uso residencial. Fuente: Elaboración propia a partir de datos de Minetur-Idea.
kte
p
Fuentes de energía de uso residencial
Incrementoagregado delconsumo deenergía del
65%
777
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
Huellaecológica
Ciudadesinteligentes
Huellahidrológica
Dependenciaeléctrica
De la población mundial
Del consumo energía
PIB mundial en solo 600 centros urbanos
Del total de emisiones CO2
Decálogo
Economía localy equidad
Salud y bienestar
Cultura desostenibilidad
Tipologíasedificación yamedioambientaly uso del suelo
Gestión de losrecursos.
Uso de materialessostenibles ysaludables
Racionalización deltransporte y lamovilidad
Cero residuos.
Cero emisiones.
Uso eficientedel agua.
888
AGUA ↔ ENERGÍA
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generación
Captación
Depuración
Aducción ydistribución
Restitución
Consumo
Captación
Bombeos
Bombeos
Potabilización
Proceso industrial
Aducción ydistribución
Depuración
Proceso industrial
Bombeos
Saneamiento
Minicentrales
38,04 MW
Motogeneradores abiogás
44,6 MW
Microturbinas
1.000 kW
: 83,79 MW
Microturbinas
150 kW
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
999
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Consumo
Elevadoras 29,30%
ETAP 5,60%
Bombeosabastecimiento 2,42%
Pozos 1,51%
Otros abastecimiento5,25%
EDAR 51,38%
EBAR 1,03%
Otros saneamiento1,59%
Reutilización 0,06%
Telecomunicaciones0,02%
Oficinas y otros 1,83%
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
101010
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Consumo
Generación
Autoabastecimiento eléctrico media anual: >60%
Consumo
Generación
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
111111
AGUA ↔ ENERGÍACiudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Durante el siglo XIX el agua llegaba a Madrid por gravedad
Primer Depósito Elevado de Madrid
El crecimiento de Madrid en altura obligó aCanal de Isabel II a adecuar susinstalaciones para que el agua corrientellegara a los nuevos pisos. En 1898, redactóproyecto de servicio de distribución de aguasque llevó a construir centrales de bombeo,depósitos elevados y redes independientes,complementando el modelo de red única porgravedad.
Segundo Depósito Elevado de Madrid
Consumo
Generación
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
121212
AGUA ↔ ENERGÍA
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Consumo
Generación
Central hidroeléctrica deSanta Lucía en
Torrelaguna inauguradael 15.08.1913
Aprovecha la diferencia de cota entre losdepósitos superior e inferior del Canaltransversal en Torrelaguna, se construyeuna central hidroeléctrica de 2.200kilovatios instalados. Su producción setransporta a Madrid mediante una líneaeléctrica de 45 kV y 70 km para llevar laenergía producida a la central elevadoradel Primer Depósito Elevado.
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
131313
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Excesos de presión
Llegada del agua del ríoLozoya a Madrid (calle San
Bernardo) 24 de junio de 1858
Llegada del agua a laPuerta del Sol
Durante el siglo XIX el exceso se libera en fuentes
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
141414
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Excesos de presión
Durante el siglo XX con elementos mecánicos.
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
151515
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Excesos de presión
En el siglo XXI la presión se puede reducirobteniendo energía eléctrica
Dentro del Plan Invierte en 2010 seestudió la posibilidad de aprovecharenergéticamente, mediante turbinas,las sobrepresiones en la red deabastecimiento disipadas medianteválvulas reductoras de presión.
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
161616
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase I
Fase I
Se eligieron dos emplazamientos para testar una tecnología yaprobada en banco de pruebas:
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
Fuente: Turbogenerador Perga Ingenieros
171717
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase I
Fase I
QSalto
turbinadoPotencia Tensión
Velocidad delgrupo
Valormáximo
50 mm 15 m 200 W 400 V 1.000 rpm
Valormínimo
600 mm 600 l/s 250 m 350 kW 3300 V 3.000 rpm
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
181818
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase I
Fase I
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
19
Deben ser equipos flexibles adaptables aamplios rangos de trabajo
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
202020
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase I
Fase I
• Instalación compacta.compacta.
• Gran sencillez demontaje y operación,controlado por PLC.
• Generador asíncronoinundable.inundable.
••Adaptación a amplio rangoAdaptación a amplio rango depresiones.
• No requiere multiplicadores nicircuitos oleohidráulicos. NoNocontiene aceites que afecten a laafecten a lacalidad del agua.calidad del agua. Entrada depósito de agua tratada de
Majadahonda.
Conducción de entrada E.T.A.P. de Griñón.
Primeros 2prototipos en
2011
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
212121
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase I
Fase I
Principales datos técnicos:
EMPLAZAMIENTOS FASE I
PARÁMETROS TÉCNICOS MAJADAHONDA GRIÑÓN
Potencia nominal (kW) 100 100
Caudal nominal (l/s) 325 200
Presión nominal (m.c.a.) 46 70
Rendimiento nominal (%) 69* 69*
Velocidad de giro (r.p.m.) 1500 3000
Tensión de generación (V) 400 400
Diámetro turbina (mm) 600 400
Energía Generada (kWh) 1.402.770 399.964
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
22
Depósito 2
Volumen: 5.000 m3
Depósito 1
Volumen: 5.000 m3
Entrada depósito de agua tratada de Majadahonda.
232323
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase I
Fase I
Otros elementos hidráulicos necesarios:
Para asegurar y garantizar la no perturbación delservicio de abastecimiento se dispone de elementoshidráulicos como válvulas mariposa, filtro, válvulamultichorro reguladora de caudal, codos, apoyos,anclajes,… Estos elementos suponen una pequeñapérdida adicional de salto neto útil.
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
242424
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase I
Fase I
• Se cumplen los rendimientos.• Adaptación a consignas de explotación con variacionessustanciales.• La instalación de las microturbinas suponen un ahorro energético,económico y mejora las condiciones de explotación.•Comportamiento muy satisfactorio y fiable.• El personal involucrado ha mostrado su confianza.• Permiten reducir la potencia contratada.
Producción paraautoconsumo o
exportación.
Nº turbinas: 2
Potencia instalada: 200 kW
Caudal turbinado: 525 l/s
Productividad: 0,381 MW/m3
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
252525
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase II
Fase I
Fase II
EMPLAZAMIENTOS FASE II
PARÁMETROS TÉCNICOS MAJADAHONDA JAROSA NAVACERRADA RIOSEQUILLO
Potencia nominal (kW) 2x110 100 2x55 150
Caudal nominal (l/s) 750 550 690 500
Presión nominal (m.c.a.) 34,6 24,3 21,5 41,6
Rendimiento nominal (%) 70* 70* 70* 70*
Velocidad de giro (r.p.m.) 1500 1500 1500 1500
Tensión de generación (V) 400 400 400 400
Diámetro turbina (mm) 500 600 500 500
• 4 emplazamientos con importe de más de 2 M€.
• Caudal total turbinado de 2,5 m3/s
• Potencia instalada de 0,58 MW.
• La producción de energía se destina aautoconsumo en su totalidad.
• El número de horas de funcionamiento varíasegún cada emplazamiento.
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
262626
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase II
Fase I
Fase II
Microturbina de ETAP Navacerrada: aprovecha el salto entre presay estación de tratamiento.
Nº turbinas: 2
Potencia instalada: 220 kW
Caudal turbinado: 750 l/s
Presión: 21,5 m.c.a.
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
272727
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase I
Fase II
Microturbina de lapresa de Riosequillo:
turbina el caudalecológico.
Nº turbinas: 1
Potencia instalada: 150 kW
Caudal turbinado: 500 l/s
Presión: 41,6 m.c.a.
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
282828
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase I
Fase II
Entrada depósito de aguatratada de Majadahonda.
292929
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase I
Fase II
Entrada ETAP La Jarosa.
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
Nº turbinas: 1
Potencia instalada: 100 kW
Caudal turbinado: 550 l/s
Presión: 24,3 m.c.a.
303030
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Fase III
Fase I
Fase III
Fase II
Inicio en 2015.
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
UbicaciónUbicaciónNºNº
microturbinasmicroturbinasPotenciaPotencia CaudalesCaudales
OrigenOrigenpresiónpresión
PlazaCastilla
1 60 kW 300 l/sGravedadentrada adepósito
Vado 2 150 kW 545 l/sCaudal
ecológico
Pedrezuela 1 10 kW 50 l/sCaudal
ecológico
Nº turbinas: 4
Potencia instalada: 220 kW
Caudal turbinado: 895 l/s
Productividad: 0,25 MW/m3
313131
Ciudadesinteligentes
Huellaecológica
Ciclo integraldel agua
Generaciónconmicroturbinas
Generaciónconpicoturbinas
Picoturbina de 500Waislada de la red
Fuenlabrada. Alimenta equipos detelecomunicaciones, caudalímetros
Solucionan problemas como:
- Robos instalaciones solares y vandalismo.- Evita costes contratación suministro.- Permite mayor automatización de lagestión
Fecha Ubicación PotenciaNº
microturbinasCaudales Salto
jun-13 Acebeda 500W 1 3,3 l/s 25 mca
jun-13 Coslada 500W 1 3,3 l/s 25 mca
jun-14 Villaviciosa de Odón 1000W 1 6,9 l/s 25 mca
ene-15 Fuenlabrada 500W 1 2,8 l/s 30 mca
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
32
Debemos vivir cada vezmás de los intereses yno a costa de consumirel capital natural
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
Huella ecológica
Recursos
Huella hidrológica
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
33
Madrid necesita aprovechartodos los yacimientos de
energía.
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
Nudo del Goloso
Canal de Isabel IIGestión
Potencia instalada84 MW extraídosdel ciclo integral
del agua
Ciudades Inteligentes: generación distribuida
Top Related