DISEÑO DE UN SISTEMA HIDROELÉCTRICO DE BAJA ESCALA PARA SATISFACER LA DEMANDA DE CONSUMO ELÉCTRICO DE UNA VIVIENDA UBICADA EN VALDIVIA, CHILE

En Chile, los grandes sistemas interconectados logran abastecer de energía eléctrica a la mayor partedel territorio. Estos presentan una capacidad instalada de generación eléctrica neta al año 2017 de 22.840,91(MW) . Del total, 17.334 (MW) corresponden al SIC y 5.341 (MW) al SING, mientras que los sistemasde Aysén y Magallanes tienen 62 (MW) y 104 (MW) de capacidad respectivamente. Adicionalmente seencuentran los sistemas medianos de Los Lagos, Cochamó y Hornopirén y los sistemas aislados de Isla dePascua y San Pedro de Atacama, entre otros. Un 56,34% de la energía eléctrica de nuestro país provienede combustibles fósiles, un 27,07% de la hidráulica convencional y solo un 16,06% tiene su origen enERNC.La matriz energética está pasando por una importante transición hacia el uso de ERNC. Estas se estánexpandiendo más rápido de lo que se pensaba y se espera que para antes del 2025 se cumpla la meta de generarel 20% de la electricidad a partir de ERNC. Esta transición se debe principalmente a los avances tecnológicosque han reducido el costo de inversión de los proyectos de ERNC,la creciente conciencia ambiental y,además, la existencia de un gran potencial de fuentes de ERNC producto de la geografía de nuestro país.También, factores adicionales como el aumento en el consumo de electricidad, la alta dependencia de loscombustibles fósiles de la matriz energética, el aumento del costo de la energía importada y el fracaso degrandes proyectos de energía debido a preocupaciones ambientales han fomentado las inversiones en estetipo de tecnologías.Por otra parte, existen lugares aislados en nuestro país que no cuentan con suministro de energíaeléctrica. En este tipo de comunidades generalmente se satisface la demanda de electricidad mediante el usode generadores que necesitan de combustible para su funcionamiento. Este es el caso de los habitantes deCadillal Alto, Valdivia, quiénes no tienen acceso a la red eléctrica y deben suplir su consumo eléctrico con eluso de un generador a diésel.Este lugar al sur de nuestro país está inserto en medio de la selva costera valdiviana, la que se encuentraprotegida por CONAF y por TNC (The Nature Conservancy). Debido al entorno en el que viven los habitantesy, considerando el escenario auspicioso para el desarrollo de proyectos de ERNC, nace la motivación deimplementar una solución que les permita a los individuos satisfacer su consumo eléctrico con los recursospropios de la zona. Cadillal Alto cuenta con esteros que descienden desde el monte y desembocan en el ríoChaihuín, por lo que se propone la generación de electricidad a partir de un sistema hidroeléctrico de bajaescala, el que debe ser capaz de satisfacer la demanda diaria de una vivienda de la zona y proporcionar lacontinuidad del servicio las 24 horas del día.Para el proyecto se realizan las mediciones de los principales parámetros de diseño: la demandade electricidad de la vivienda, el caudal (Q) y la altura disponible (H) y luego se determina el potencialhidroeléctrico del sitio. Como resultado de las mediciones se tiene que la demanda de electricidad de lavivienda es de 3; 1 (kWh/dia), con una potencia máxima instalada de 1092 (W); el caudal para la temporadaestival, comprendida entre los meses de enero a marzo, corresponde a 1; 26 (L/s), mientras que para invierno(considerado de abril a diciembre), el caudal promedio disponible es de 5; 07 (L/s). La altura bruta del sitioes, en promedio, 40 metros. Con estos parámetros, se determina que el potencial hidroeléctrico teórico, deverano e invierno, es de 256 (W) y 947 (W) respectivamente, pudiendo producir un total de 184 (kWh/mes) con el flujo de verano y 682 (kWh/mes) con el flujo de invierno.Debido a las condiciones variables del caudal disponible, se selecciona una turbina tipo Pelton delfabricante PowerSpout, modelo PLT-28, la que puede ser conectada a un banco de baterías de 24 Vcc. Estaturbina está compuesta de 2 inyectores, trabaja en un rango de caudales que oscilan entre los 0; 1 y 10 (L/s), pudiendo obtener entre 50 (W) y 1500 (W) (1.200 - 36.000 (Wh/dia)) de potencia (...)