Estudio de viabilidad de minicentral hidroeléctrica en el embalse de Urrunaga en Legutio (Álava)

Abstract

[EN] The report focuses on the study of the technical, economic and environmental viability of a mini-hydroelectric power plant. Located in the province of Álava, Urrunaga and Ullibarri-Gamboa are two big regulating reservoirs in the Zadorra river basin. The reservoirs are connected by a pressurized piping system with the aim of keeping them in the same water level. Currently, big part of the water in Urrunaga is used in the plant of Barazar, which has a concession since 1945. Assuming that this concession ends and is no longer granted, this project intends to benefit from the increased water flow discharged in the dam. For that reason, the construction of a dam-toe power station is proposed. First of all, it is performed a field study to see if it is possible to build on it and to determine the gross-head. Then, the hydraulic resources are studied with the available historical data. From these data it will be determined the nominal flow rate to turbine. As a result of the wide range of flow rates, it is decided to establish two turbines to make the most of the resource. To determine the plant, it is held a solution study with all the possible options that adapt to the characteristics imposed by the environment. As the water intake the siphon is the less costly option. The principal selection criterion was the economic. However, the influence it has on the environment cannot be ignored, since it can be a reason to stop the project. After choosing the best option, all the elements needed to produce energy in the station are dimensioned. On one side, there is the hydraulic structure, aimed to conduct water from the reservoir to the plant and take it back to the river. On the other, the electromechanical equipment, accountable for converting the potential energy of the water in the reservoir in electric energy and carry it until it is connected to the nearest electricity line. The power of the station is calculated with net-head and the flow-rate determined before. There will be two Francis turbines Once all the elements are sized, it is followed by the economic study, since the first objective of the power station is to obtain benefit from the sold energy. The initial investment is estimated with the budget of the civil works, the annual income with the installed electrical power and finally, they have been estimated the maintenance and operation expenses. With that, it is obtained the amount of years needed to amortize the initial investment and the annual profit, and it is assessed if it will be cost-effective in a service-life of 25 years. Finally, it is held an environmental impact study. First of all, identifying the impacts and evaluating them according to the magnitude each impact has with the Leopold matrix. For all the identified risks, there are proposed corrective measures to mitigate the impacts. There is also developed an Environmental Vigilance Plan, which must be active along the stations service-life.

[CA] Este projecte se centra en l'estudi de viabilitat tècnica, econòmica i mediambiental d'una minicentral hidroelèctrica. Emplaçat en província d'Àlaba, Urrunaga i Ullibarri-Gamboa són dos grans embassaments reguladors en la conca del riu Zadorra. Els dos es troben enllaçats per mitjà d'una galeria forçada amb la finalitat de mantenir-los al mateix nivell. Actualment, gran part de les aigües de l'embassament d'Urrunaga es destinen a l'aprofitament a la central de Barazar, la qual té una concessió des de 1945. Suposant que la concessió no es renova, este projecte pretén aprofitar el cabal augmentat en l'abocament de la presa. Per tot açò, es planteja la construcció d'una minicentral hidroelèctrica a peu de presa. En primer lloc, es realitza un estudi del terreny per a veure si és factible construir en ell i es determina el bot brut disponible. A continuació, s'estudien els recursos hidràulics amb les dades històriques que ens servirà per a determinar el cabal nominal que es turbinarà. A causa de l'ampli rang de cabals, es decideix establir dos turbines. Per a definir l'aprofitament, es realitza un estudi de solucions amb totes les opcions possibles que s'adapten a les característiques imposades per l'entorn. Com presa d'aigua, el sifó ha resultat ser l'opció menys costosa. El principal criteri de selecció ha sigut l'econòmic. No obstant això, no s'ha deixat de costat la influència que té al medi ambient. Després d'adoptar la solució òptima es procedeix a dimensionar tots els elements necessaris per a que la central produïsca energia. Per un costat, comptarà amb l'estructura hidràulica dirigida a conduir l'aigua de l'embassament a la central i tornar-la al riu. Per l'altre, es dimensionarà l'equip mecànic encarregat de convertir l'energia potencial de l'aigua de l'embassament en energia elèctrica i transportar-la fins a connectar amb la línia elèctrica més pròxima. La potència instal¿lada de l'equip mecànic s'obté amb el bot net i el cabal determinats anteriorment. La central comptarà amb dos turbines Francis. Una vegada dissenyats tots els components del projecte, es continua amb l'estudi econòmic, ja que l'objectiu principal de la central és obtenir benefici amb la venda de l'energia produïda. Es calcula la inversió inicial del projecte amb un pressupost de l'obra, els ingressos anuals amb la potència instal¿lada de la central i finalment s'aproximen les despeses de manteniment i explotació. S'obté l'any en què les despeses inicials son amortitzades i el benefici anual, i s'avalua si serà rendible per a una vida útil de 25 anys. Finalment, es realitza un estudi d'impacte ambiental. Primer es identifica els impactes que la central tindria i s'han valorat en funció de la magnitud de l'impacte per mitjà de la matriu de Leopold. Una vegada avaluats els majors perills, es proposen mesures correctores per a mitigar els impactes. També es formula un Pla de Vigilància Ambiental, que s'haurà de mantidre actiu al llarg de la vida útil de la central.

[ES] Este proyecto se centra en el estudio de viabilidad técnica, económica y medioambiental de una minicentral hidroeléctrica. Situadas en la provincia de Álava, Urrunaga y Ullibarri-Gamboa son dos grandes embalses reguladores en la cuenca del río Zadorra. Ambos se encuentran enlazados mediante una galería forzada con el fin de mantenerlos al mismo nivel. Actualmente, gran parte de las aguas del embalse de Urrunaga se destinan al aprovechamiento en la central de Barazar, la cual tiene una concesión desde 1945. Suponiendo que la concesión se termina y no se renueva, este proyecto pretende aprovechar el caudal aumentado en el vertido de la presa. Para ello, se plantea la construcción de una minicentral hidroeléctrica a pie de presa. En primer lugar, se realiza un estudio del terreno para ver si es factible construir en él y se determina el salto bruto disponible. A continuación, se estudian los recursos hidráulicos con los datos históricos disponibles y se determina el caudal nominal que se turbinará. Debido al amplio rango de caudales, se decide establecer dos turbinas. Para definir el aprovechamiento, se realiza un estudio de soluciones con todas las opciones posibles que se adapten a las características impuestas por el entorno. Como toma de agua, el sifón ha resultado ser la opción menos costosa. El principal criterio de selección ha sido el económico, pero sin dejar de lado el impacto ambiental, ya que un gran impacto podría echar atrás el proyecto. Tras adoptar la solución óptima se procede a dimensionar todos los elementos necesarios para que la central pueda producir la energía. Por un lado, contará con la estructura hidráulica dirigida a conducir el agua del embalse a la central y devolverla al río. Por el otro, se dimensionará el equipo mecánico, encargado de convertir la energía potencial del agua del embalse en energía eléctrica y transportarla hasta conectar con la línea eléctrica más cercana. La potencia instalada del equipo mecánico se obtiene con el salto neto y el caudal determinados anteriormente. La central contará con dos turbinas Francis. Habiendo diseñado todos los componentes del proyecto, se continúa con el estudio económico, ya que el objetivo principal de la central es obtener beneficio con la venta de la energía producida. Se calcula la inversión inicial del proyecto con un presupuesto de la obra, los ingresos anuales con la potencia instalada de la central y por último se aproximan gastos de mantenimiento y explotación. Se obtiene el año en el que el gasto inicial es amortizado y el beneficio anual, y se evalúa si será rentable para una vida útil de 25 años. Finalmente, se realiza un estudio de impacto ambiental. Primero se identifican los impactos y se valoran en función de la magnitud del impacto mediante la matriz de Leopold. Después, se proponen medidas correctoras para mitigar los impactos. También se formula un Plan de Vigilancia Ambiental, que se tendrá que mantener activo a lo largo de la vida útil de la central.