Evaluation of small hydropower plant prospectives in North-East India

Abstract

[ES] Objetivo

El objetivo de este proyecto es estudiar la viabilidad técnico-económica de instalar una pequeña central hidroeléctrica en una de las zonas potencialmente ricas de la región noreste de la India. Debido al alcance de la red nacional, hay escasez de electricidad en esta región, y eso ha prevalecido durante varias décadas. El gobierno planifica varios proyectos importantes de centrales hidroeléctricas en esta región, sin embargo, debido a conflictos y a problemas ambientales y de distribución de agua, estos proyectos aún no se han realizado. La alternativa es construir pequeñas centrales hidroeléctricas, que no detengan el flujo de los ríos y disminuyan los impactos.

El análisis desarrollado en esta tesis considera varios factores, como la demanda de energía, la fuente hidrológica (salto y caudal), los datos de precipitaciones, el impacto ambiental, la inversión inicial y el período de recuperación de la inversión. Además, también se propone el tipo y número adecuado de turbinas hidráulicas. Asimismo, la potencia nominal y la energía anual producida se calculan y se presentan como resultados, extrayendo conclusiones de todo ello.

Metodología

El alcance de este proyecto engloba la caracterización de la fuente hidrológica en la zona de interés, la elección de la ubicación exacta, las decisiones tecnológicas, las consideraciones ambientales, el análisis económico y las simulaciones de la red eléctrica.

Se deben usar varios paquetes de software para facilitar la búsqueda y simular los diferentes casos y escenarios como: Google Earth Pro, RETScreen Expert y Homer Pro. Google Earth Pro es utilizado para identificar las áreas potencialmente ricas y otros aspectos importantes en las primeras etapas de esta tesis, RETScreen se usa para evaluar el potencial económico y la viabilidad de varios tipos de turbinas normalmente utilizadas en pequeñas centrales hidroeléctricas, y Homer Pro fue es usado para evaluar un sistema general que incluye los componentes finales seleccionados y una red aislada localizada en el área seleccionada.

Justificación y posibles conclusiones

El área seleccionada para este análisis corresponde a una región donde el potencial hidroeléctrico está disponible, pero no debidamente explotado . La transición a la energía sostenible en la India se basa en la gran expansión de las energías renovables, como la energía hidráulica, y por lo tanto, la región noreste juega un papel importante.

Las posibles conclusiones de esta tesis incluyen la evaluación y comparación tanto técnica como económica del uso de turbinas de flujo cruzado y turbinas Kaplan, y sus beneficios para la región discutida.

[EN] Objective.

The objective of this project is to study the technical feasibility and the economic viability of installing a Small Hydropower Plant in one of the potentially rich areas in the North East region of India. Due to the reach of the national grid, there is a scarcity of electricity in this region, and that has been prevailing for several decades. Several planned major hydropower plant projects are planned by the government in this region, however, due to reasons of conflicts like environmental and water sharing problems, these projects are yet to be realized. The alternative is to build small hydropower plants, which do not stop the flow of the rivers and decrease the impacts, both environmental and water sharing.

The analysis discussed in this thesis considers several factors, such as the energy demand, the hydrological source (head and flow), the rainfall data, the environmental impact, the initial investment and the payback period. In addition, a suitable proper hydro turbine type and the number of turbines are also proposed. Also, the rated power and the annual energy produced are to be calculated and presented as the results, and conclusions are drawn from this.

Methodology.

The scope of this project englobes the hydrological source characterization in the zone of interest, the choice of the exact location, the technological decisions, the environmental considerations, the economic analysis and the electric grid simulations.

Several software packages are to be used to facilitate the search and simulate the different cases and scenarios like Google Earth Pro, RETScreen Expert and Homer Pro. Google Earth Pro was used to identify the potentially rich areas and other important aspects in the early stages of this thesis, RETScreen was used to evaluate the potential and the viability of several types of turbines normally used in small hydropower plants, and Homer Pro was used to evaluate an overall system including the final selected components and a localized grid in the selected area.

Justification and possible conclusions.

The selected area for this analysis falls in a region where hydropower potential is available to the most, but is the least utilized in India. The transition to green energy in India relies on the major expansion of renewables like hydropower, and thus the North East region clearly plays an important role.

Possible conclusions to this thesis include the evaluation and comparison of the use of cross-flow turbines and Kaplan turbines, and their benefits to the discussed region: both technical and economic.