Proyecto Comunidad Pedro Calfuqueo - Icalma

ELECTRIFICACIÓN RURAL DE COMUNIDADES PEHUENCHES , COMUNA

DE LONQUIMAY , SECTOR ICALMA

Comunidad Comité Pehuenche de electrificación rural con energías renovables Proyecto : Instalación de Electrificación rural con energías renovables

1. INTRODUCCCION

Las Comunidades Pehuenches ubicadas en la rivera del lago Icalma y alrededores en el sector Icalma de la comuna de Lonquimay están establecidas en ese lugar hace mas de 15 años. Se encuentran dentro de un bosque protegido por CONAF y rivera del lago Icalma . Desde ese mismo tiempo ellos nunca han tenido luz eléctrica en sus humildes viviendas. Y ha sido siempre una gran aspiración para ellos. La instalación de electrificación rural tradicional no es una buena solución para ellos, pues significa destruir franjas de bosque nativos muy amados por ellos. Además significa destrucción de su ambiente natural y de pagos de cuentas eléctricas que ellos por su condición de pobreza no serian capaces de pagar. Debido a estos argumentos una solución amigable con el medio ambiente y además de ser autosustentable en el tiempo sin el apremio de pagar una cuenta por toda la vida , seria las energías renovables

Pedro de Valdivia 0449 Temuco fono : 522188 cel : 89857794Email : [email protected]

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Las personas que fueron visitadas para realizar este estudio fueron las siguientes

Rut Primer Nombre

Segundo Nombre

Primer Apellido

Segundo Apellido

Primer Recurso

Segundo Recurso

1 10.326.014-0 Rene Calluqueo Domihual Solar Eólico2 18.620.180-9 Nataly Denis Calluqueo Tramunil Solar Hidráulico3 21.729.512-2 Juan Marcelo Carrillo San Martín Solar Eólico

4 16.597.966-4 Gonzalo Alexis Cayumir Lincopan Solar Eólico5 10.006.834-6 Adelva Angélica Cayuqueo Torres Solar Eólico6 10.344.686-4 Hugo Ceferino Cayuqueo Domihual Solar Hidráulico7 11.452.263-5 Ximena Cecilia Cayuqueo Torres Solar Hidráulico8 13.810.375-7 Jorge Federico Cayuqueo Torres Solar Hidráulico9 13.810.376-5 Juan Erasmo Cayuqueo Torres Solar Hidráulico

10 14.433.172-9 Patricia Cayuqueo Torres Solar Eólico11 18.620180-9 Betti Isabel Cayuqueo Millanao Solar Hidráulico12 15.233.686-1 Gina Vilma Cayuqueo Domihual Solar Hidráulico13 15.234.184-4 Wilson Alexander Cayuqueo Domihual Solar Eólico14 15.978.438-k Rigoberto Gonzalo Cayuqueo Domihual Solar Hidráulico15 17.120.915-0 Jeanett Macarena Cayuqueo Domihual Solar Hidráulico16 17.874.312-0 Yanina Ester Cayuqueo Domihual Solar Hidráulico17 6.608.723-5 Hernando Evencio Cayuqueo Torres Solar Eólico18 6.805.641-2 Ciro Gabriel Cayuqueo Carrillo Solar Hidráulico19 8.884.650-8 Heraldo Avelino Cayuqueo Torres Solar Hidráulico20 9.109.045-7 Saturnina Verónica Cayuqueo Torres Solar Eólico21 16.050.221-5 Jonathan Andrés Cerda Cayuqueo Solar Eólico22 12.157.524-8 Nelson Calluqueo Domihual Solar Hidráulico23 12.157.544-2 Orfelia Domihual Infante Solar Eólico24 12.738.236-0 Heriberto Patricio Domihual Infante Solar Hidráulico25 13.810.372-2 Vicente Alonso Domihual Infante Solar Eólico26 8.920.142-k Ricardo Domihual Antilao Solar Eólico27 8.973.508-4 Emilio Domihual Antilao Solar Eólico28 17.546.839-0 Matías Héctor Huenupi Cayuqueo Solar Eólico29 11.782.676-7 Gabriel Patricio Infante Marihual Solar Eólico30 13.810.527-k Lidia Graciela Infante Infante Solar Hidráulico31 14.075.526-5 Rolando Isaac Infante Catrileo Solar Eólico32 6.637.669-9 Pedro Celestino Infante Catrileo Solar Eólico33 8.397.821-k Clarisa Inés Infante Mariluan Solar Eólico34 9.062.010-k Jaime Espinoza Lagos Solar Eólico35 2.790.196-4 Fernando Melinir Antinao Solar Eólico36 15.234.221-7 Mari Bernardita Nahuelcura Calluqueo Solar Eólico37 16.947.251-3 Jessica Lorena Nahuelcura Calluqueo Solar Hidráulico38 8.557.053-6 Juana Domihual Cañumir Solar Eólico39 40 41 42 43 44

Estas personas de muy escasos recursos no tienen acceso a la energía eléctrica para sus quehaceres básicos tales como cargar un celular , luz en la noche , ver televisión ,


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conexión a Internet para niños y adultos , los que los pone en un planos de sedigualdad frente a la demás población de Chile.

2. FOTOGRAFÍAS DEL TERRENO Y CASAS.

Camino vecinal a la Comunidad Pedro Calfuqueo


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Luminaria Solar y eólica en embarcadero


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Otro aspecto importante a destacar es que ellos viven en armonía con la naturaleza y desean seguir viviendo en armonía. Debido a ello su Aspiración máxima es tener acceso a la electricidad y sus beneficios pero sin destruir su medio ambiente, ni quedar eternamente endeudados con las compañías eléctricas, pues no están en situación económica de pagar cuentas eléctricas por toda la vida.


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3. DATOS METEOROLÓGICOS

Para poder dimensionar cualquier sistema de energías renovables es necesario tener datos de radiación solar de la zona , velocidad de vientos promedios , humedad y temperaturas de la tierra y el aire. Para ellos mediante instrumentos GPS , podemos establecer su longitud y latitud para luego acceder a bases de datos meteorológicas históricas , tales como la de la NASA para poder diseñar un sistema .

NASA Surface meteorology and Solar Energy - Available Tables

Latitude -38.782 / Longitude -71.282

Northern boundary-38

Western boundary-72

CenterLatitude -38.5

Longitude -71.5

Eastern boundary-71

Southern boundary-39

Parameters for Solar Cooking:

Monthly Averaged Insolation Incident On A Horizontal Surface (kWh/m2/day)

Lat -38.782 Lon -71.282

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

22-year Average 7.90 6.97 5.13 3.37 2.15 1.62 1.89 2.67 3.99 5.29 6.63 7.59

Parameter Definition

Parameters for Sizing and Pointing of Solar Panels and for Solar Thermal Applications:

Monthly Averaged Direct Normal Radiation (kWh/m2/day)

Lat -38.782 Lon -71.282

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov DecAnnualAverage

22-year Average

9.10 8.48 6.46 4.64 3.29 2.59 3.02 3.65 4.76 5.56 6.82 8.11 5.53

Minimum And Maximum Difference From Monthly Averaged Direct Normal


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http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/text/definitions.html#swvdwncook

http://eosweb.larc.nasa.gov/

Radiation (%)

Lat -38.782 Lon -71.282


Minimum -17 -15 -11 -19 -43 -27 -52 -25 -17 -22 -24 -24

Maximum 3 6 11 24 35 43 27 24 21 38 12 17

Solar Geometry:

Monthly Averaged Sunset Hour Angle (degrees)

Lat -38.782 Lon -71.282


Average 107 100 91.4 82.0 74.0 69.9 71.8 78.6 87.5 96.8 105 109

Cloud Information:

Monthly Averaged Daylight Cloud Amount (%)

Lat -38.782 Lon -71.282


22-year Average

43.7 40.9 50.0 60.0 68.3 73.8 69.9 69.3 63.1 63.6 60.8 50.8 59.6

Meteorology (Temperature):

Monthly Averaged Air Temperature At 10 m Above The Surface Of The Earth (°C)

Lat -38.782 Lon -71.282


22-year Average

14.5 14.8 12.4 8.10 5.54 3.99 3.17 3.94 5.29 7.56 10.1 12.6 8.47

Minimum 7.98 8.59 7.20 4.01 2.50 1.44 0.46 0.74 1.53 3.05 4.66 6.57 4.03

Maximum 20.9 21.2 18.2 12.6 8.81 6.60 6.06 7.43 9.49 12.4 15.7 18.6 13.1

Meteorology (Wind):

Monthly Averaged Wind Speed At 10 m Above The Surface Of The Earth For Terrain Similar To Airports (m/s)

Lat -38.782 Lon -71.282


10-year Average

4.23 4.12 4.05 4.08 4.46 4.30 4.38 4.20 4.17 4.19 4.04 4.26 4.20


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Back to SSE Data Set Home

Page

Responsible NASA Official: John M. Kusterer Site Administration/Help: NASA Langley ASDC User Services ([email protected]) [Privacy Policy and Important Notices] Document generated on Tue Oct 12 12:36:41 EDT 2010

Dada los recursos renovables disponibles en el lugar proponemos los siguientes diseños de sistema renoblables :

4. DIEÑO PROPUESTO

SISTEMA EÓLICO-SOLAR

a) 640 w en Paneles fotovoltaico Monocristalinob) Aerogenerador 2Kw c) Cotrolador Solar – Hibridod) Banco de Baterias de 400AH 48V e) Inversor Studer 3500 w super eficiente e inteligentef) Generador de 2 Kw portatil para uso multiple


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http://www.nasa.gov/about/highlights/HP_Privacy.html

mailto:[email protected]

http://eosweb.larc.nasa.gov/

http://eosweb.larc.nasa.gov/cgi-bin/sse/[email protected]




SISTEMA HIDRO -SOLAR

a) 640 w en Paneles fotovoltaico Monocristalinob) Turbina Hidraulica tipo Turgo 500Wc) Cotrolador Hidro- Solard) Banco de Baterias de 400AH 48V e) Inversor Studer 3000 w super eficiente e inteligentef) Generador de 2 Kw portatil para uso multiple

SISTEMA TERMO SOLAR PARA AGUA CALIENTE


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g) Estanque de 200 Lh) 6m2 Colectores de tubo al vacio. i) Working stationj) Controlador k) Valvulas y cañerias l) Coneccion a cocina a leña

Cuadro comparativo entre energia Solar y Gas para calentar agua

Meses Ahorro

Promedio W/m2/diario

Icalma

Promedio Temp Suelo

Icalma

Energía requerida

para elevar temp a 40

ºC

Temp del agua

Estanque Aporte Solar

% ahorro

Enero $ 22,139 7.9 [Kw/m2] 16.6 ºC 164.5 [Kw] 104.3 ºC 614 KW 100%Febrero $ 22,139 7.0 [Kw/m2] 16.2 ºC 164.5 [Kw] 93.9 ºC 542 KW 100%

Marzo $ 24,400 5.1 [Kw/m2] 13.6 ºC 181.3 [Kw] 71.1 ºC 399 KW 100%Abril $ 28,262 3.4 [Kw/m2] 8.7 ºC 210.0 [Kw] 47.4 ºC 262 KW 100%

Mayo $ 22,570 2.2 [Kw/m2] 5.4 ºC 226.8 [Kw] 31.5 ºC 167 KW 74%Junio $ 17,006 1.6 [Kw/m2] 3.6 ºC 238.7 [Kw] 23.9 ºC 126 KW 53%Julio $ 19,840 1.9 [Kw/m2] 2.7 ºC 244.3 [Kw] 26.1 ºC 147 KW 60%

Agosto $ 28,029 2.7 [Kw/m2] 3.9 ºC 238.0 [Kw] 35.7 ºC 208 KW 88%Septiembre $ 30,712 4.0 [Kw/m2] 5.8 ºC 228.2 [Kw] 51.7 ºC 310 KW 100%

Octubre $ 28,545 5.3 [Kw/m2] 9.0 ºC 212.1 [Kw] 68.5 ºC 411 KW 100%Noviembre $ 26,190 6.6 [Kw/m2] 12.2 ºC 194.6 [Kw] 85.8 ºC 516 KW 100%Diciembre $ 23,834 7.6 [Kw/m2] 15.0 ºC 177.1 [Kw] 99.0 ºC 590 KW 100%

Total Ahorro anual $ 293,665 2480 KW 4292 KW 88%

Ahorro promedio mensual $ 24,472


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Estructura de 8 paneles giratorio de 80 w con gabinete para 12 Baterias comun para todos los sitios.


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Foto Montaje de un sistema TermoSolar - Eolico Fotovoltaico


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Produccion de energia electrica mensual Sistema Eólico Solar

Grafico de potencia suministrada por los paneles solares


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Grafico de potencia suministrada por el aerogenerador

Estado de carga de las baterias

El sistema Eólico Solar tendrá una produccion de electricidad promedio mensual de 150 Kwh/mes lo que significa un ahorro mensual de unos $27.000


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Esquema de solucion Hidraulica.

Para el caso de casas que cuentan con arroyos con agua , se propone solución con uso de micro turbina hidráulica. Según inspección visual de los sitios , todos ellos tenían un promedio en primavera de unos 5 litros/s con un desnivel de unos 20 m .

Con estos datos podemos decir que :

La potencia teórica de un salto de agua viene dada por la siguiente fórmula:

siendo

← N = potencia en W

← = peso específico en N/m³ ← Q = caudal de agua en m³/s ← h = altura de salto en m

De acuerdo con lo anterior, una misma potencia se puede conseguir con gran altura de salto y poco caudal (centrales hidroeléctricas de montaña), pequeño salto y gran caudal (centrales de llanura) o con valores medios de ambas magnitudes (centrales de pié de presa, generalmente).


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http://enciclopedia.us.es/index.php/Central_hidroel%C3%A9ctrica

http://enciclopedia.us.es/index.php/Caudal

http://enciclopedia.us.es/index.php?title=Peso_espec%C3%ADfico&action=edit

http://enciclopedia.us.es/index.php/Vatio

http://enciclopedia.us.es/index.php/Potencia

Evidentemente para este caso fue elegida la turbina de tipo pelton o turgo dadas las condiciones de gran altura y poco caudal:

La potencia máxima estimada para la turbina será 500 w aproximadamente en promedio , siendo unos 300w a 400 w en verano a 800w o 1000w en invierno.

Turbina Hidráulica Alsontec instalada en Curarrehue Para construir esta micro central hidroeléctrica se hará un tranque fabricado por los propios lugareños con materiales disponibles en el lugar ( madera y hormigón). Las tuberías serán de PVC hidráulico y la casa de maquina será de Madera , todo construido por los lugareños.

Produccion de energia electrica mensual Sistema Hidro Solar


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Grafico de potencia suministrada por los paneles solares

Grafico de potencia suministrada por la turbina


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Estado de carga de las baterias

El sistema Hidro- Solar tendrá una produccion de electricidad promedio mensual de 180 Kwh/mes lo que significa un ahorro mensual de unos $32.400


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5. ILUMINACION DE CAMINO A LA COMUNIDAD

Los caminos a las comunidades no están iluminados , lo que los hace peligrosos para los lugareños y especialmente para los niños , ya que existen muchos riesgos de caer hacia el lago debido a la falta de iluminación.

Debido a estos antecedentes proponemos instalar luminarias hibridas ( Solar y Eólica ) para algunos sectores muy oscuros.

Luminaria hibrida Solar eólica 70 w equivalente a ampolleta haluro metálico de 400w

Estas luminarias se cargan con el viento y el sol y sus led tienen una vida útil de 50.000 horas. Y casi no requieren mantenimiento.


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6. CONCLUSION

De acuerdo con nuestros cálculos y visitas a terreno ,cada sistema proveerá al menos 150 Kwh. - mensual el cual puede variar en su producción diaria , por lo que es necesario capacitar y enseñar al usuario a dosificar la energía de acuerdo a su disponibilidad , la cual es variable en el tiempo , por lo que habrá días con mucha energía y otros días será muy escasa. Esta experiencia enseñara al usuario distribuir de mejor manera la energía disponible. Además el sistema cuenta con un generador de 2.5 Kw portátil , el cual permite al usuario cargar las baterías en caso de sobre consumo o para accionar maquinas eléctricas para trabajar la madera , pues la mayoría de ellos trabajan la madera como profesión u oficio.

El sistema es amigable con el medio ambiente, pues no necesita destruir bosque y afear el entorno para su construcción. Además el sistema produce energía sin costo para el usuario lo que le permite a este ser independiente de su situación económica u obligación de pagar una cuenta eléctrica muy cara para esos lugares aislado.

Este sistema también incorpora producción de agua caliente solar lo que significa un 80% de ahorro en gas para cada familia .

Por último estas comunidades podrán seguir en armonía con su medio ambiente sin tener que transformarlo o destruirlos irreparablemente.Además es bien visto en todo el mundo la producción de energías limpias por lo que puede ser un polo de atracción que beneficie a esta comunidad.

Atte.

Waldo Quijada VIngeniero Civil Industrial/MecánicoSucursal Alsontec TemucoFono : 522188


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Cel: 89857794


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Documents

Proyecto Comunidad Pedro Calfuqueo - Icalma