Las Demandas y la Oferta de Energía en Zonas Rurales. Sistemas Microhidráulicos

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La mayoría de los autores en el campo de la electrificación rural señalan que el consumo de energía por familia en las zonas rurales es muy bajo.

Las cifras suelen están en el rango de los 30 a 50kWh al mes.

Según la experiencia del autor, adquirida en diversos estudios de campo hechos a través de ITDG en las zonas de los Andes de Perú durante los años 90 y comienzos de los 2000, alrededor del 70% de las familias rurales difícilmente pasa de los 20kWh por mes; cifras similares fueron corroboradas también en otros países latinoamericanos como Bolivia y Nicaragua durante el mismo período.

Demandas Típicas de Energía en Zonas Rurales

Las demandas típicas de las zonas rurales son:

i) electrificación rural para pequeños centros poblados,

ii) aplicaciones especificas en transformación de productos aserraderos, molinos de granos, fabricación de hielo y otros;

iii) provisión de otros servicios, como bombeo de agua para beber o para irrigación,

iv) usos unifamiliares y micronegocios, estos últimos generalmente para la población dispersa (en este caso, la población dispersa vive en el campo; son familias de agricultores o ganaderos que tienen la casa en su propia parcela).

Las demandas mayores proceden generalmente de los centros poblados, mientras que los usos en transformación o servicios, así como las demandas de las familias dispersas, son menores.

Gracias a los desarrollos tecnológicos de los últimos tiempos, en la actualidad se puede obtener el equipo adecuado para cada demanda, especialmente utilizando energías renovables, incluyendo demandas tan pequeñas como decenas de Watts.

La energía hidráulica se puede utilizar ventajosamente para casi cualquier demanda. Como se puede ver en el Cuadro de Rangos de Potencia, es posible construir centrales tan pequeñas como de 100W o menos a precios muy competitivos en relación a otras opciones, sean estas basadas en energías renovables o grupos diesel. Lamentablemente las oportunidades de instalar una MCH no siempre están presentes para todos los casos, ya que no siempre se cuenta con fuentes de agua.

El Cuadro 3 muestra las potencias y necesidades de agua y caída.

Esta tabla debe tomarse sólo como referencia, y para tener una idea de la demanda de agua o de altura para una necesidad concreta. Para el diseño de un caso concreto hay que hacer los estudios de campo correspondientes y luego elegir el tipo de turbina de acuerdo a las recomendaciones de los manuales. Lo único claro es que para alturas relativamente grandes y pequeños caudales se deben usar turbinas tipo Pelton, para medianas alturas y medianos caudales usar tipo Mitchel Banki, y para pequeñas alturas y grandes caudales se deben usar turbinas axiales. Las turbinas del tipo Mitchel Banki se pueden reemplazar convenientemente por bombas centrífugas (seleccionadas adecuadamente).

Cuadro 3. Algunos datos de altura y caudal necesarios para generar determinadas potencias y el tipo de turbina que se puede usar de acuerdo a esos datos (sólo referenciales).

POTENCIA	TURBINA PELTON	TURBINA MITCHEL BANKI	TURBINA AXIAL
0,2 kW	H=20 m, Q= 2,5 l/s; H= 5m, Q= 10 l/s.	H= 15 m, Q= 3,3 l/s; H= 3 m, Q= 17 l/s	H= 8 m, Q= 6,25 l/s.; H= 2 m, Q= 25 l/s.
1,0 kW	H= 40 m, Q= 6,25 l/s; H= 10 m, Q= 25 l/s	H= 30 m, Q= 8,3 l/s; H= 4 m, Q= 62,5 l/s	H= 15 m, Q= 16,7 l/s; H=3 m, Q= 83,3 l/s.
5 kW	H= 50 m, Q= 20 l/s; H= 15 m, Q= 66 l/s	H=30 m, Q= 33,3 l/s; H= 4 m,Q= 250 l/s	H=20 m, Q=50 l/s; H= 2 m, Q= 500 l/s.
20 kW	H= 50 m, Q= 72 l/s;H=15 m, Q=242 l/s	H= 40 m, Q=90 l/s; H=5 m, Q= 720 l/s	H=20 m, Q= 180 l/s; H= 3 m, Q= 1.200 l/s.
100 kW	H= 100 m, Q= 150 l/s; H=30 m, Q= 512 l/s	H= 60 m, Q= 250 l/s; H= 8 m, Q= 1900 l/s	H= 40 m, Q= 380 l/s;H= 5 m, Q= 3.000 l/s

Finalmente es importante indicar la microhidroenergia puede competir ventajosamente en términos de costos, pues mientras que un kWh generado con una microcentral hidroeléctrica está en el rango de 15 a 20 US$ centavos, dependiendo del factor de carga (15 centavos por kWh considerando factores de carga bajos; puede reducirse significativamente promoviendo usos productivos. El coste mencionado tiene en cuenta tecnologías apropiadas,pero confiables). El costo por kWh con generadores eólicos es del orden 40 a 50 US$ centavos y con generadores fotovoltaicos instalados para usos familiares en zonas remotas generalmente es superior a US$ 1,50 por kWh o incluso más. Por ultimo, la alternativa de los grupos diésel genera energía a costos de al menos 30 a 40 centavos de US$ por kWh. Esta situación de costos, generalmente hará que cualquier usuario bien informado prefiera una MCH si es que cuenta con el recurso.

Las Demandas y la Oferta de Energía en Zonas Rurales. Sistemas Microhidráulicos

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Demandas Típicas de Energía en Zonas Rurales

Cuadro 3. Algunos datos de altura y caudal necesarios para generar determinadas potencias y el tipo de turbina que se puede usar de acuerdo a esos datos (sólo referenciales).

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