Central eléctrica de Manapouri - Manapouri Power Station

Central eléctrica de Manapōuri
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La sala de máquinas de la central eléctrica de Manapōuri
Manapouri Power Station se encuentra en Nueva Zelanda
Central eléctrica de Manapouri
Ubicación de la central eléctrica de Manapōuri en Nueva Zelanda
País Nueva Zelanda
Localización extremo oeste del lago Manapōuri , Parque Nacional Fiordland , Southland
Coordenadas 45 ° 31′17 ″ S 167 ° 16′40 ″ E / 45.52139 ° S 167.27778 ° E / -45,52139; 167.27778 Coordenadas: 45 ° 31′17 ″ S 167 ° 16′40 ″ E / 45.52139 ° S 167.27778 ° E / -45,52139; 167.27778
Estado Operacional
Comenzó la construcción Febrero de 1964
Fecha de apertura Septiembre de 1971
Costo de construcción 135,5 millones de dólares neozelandeses (estación original)
200 millones de dólares neozelandeses (segundo túnel de cola)
100 millones de dólares neozelandeses (renovación de la vida media)
Propietario (s) Energía meridiana
Reservorio
Crea Lago Manapōuri
Zona de captación 3.302 km 2 (1.275 millas cuadradas)
Área de superficie 141,6 km 2 (54,7 millas cuadradas)
Profundidad máxima del agua 444 m (1.457 pies)
Central eléctrica de Manapōuri
Escribe Convencional
Turbinas 7 × Francis vertical
Capacidad instalada 850 MW
Factor de capacidad 68,4% / 79,7%
Generación anual 5100 GWh
El lago Manapōuri es un lago natural: la estación de Manapōuri utiliza la caída entre él y el mar.
^ c La primera cifra se basa en la capacidad instalada de 850 MW, mientras que la última cifra se basa en la capacidad limitada de consentimiento de recursos de 800 MW
Un modelo a escala 1: 600 de la central eléctrica de Manapōuri que muestra las tuberías (azul) que transportan el agua desde el lago a los generadores, y el túnel de vehículos (amarillo) que accede a la sala de turbinas.
Patio de maniobras y toma de agua de la central eléctrica de Manapouri, enero de 2016

La central eléctrica de Manapōuri es una central hidroeléctrica subterránea en el brazo occidental del lago Manapouri en el Parque Nacional Fiordland , en la Isla Sur de Nueva Zelanda . Con una capacidad instalada de 850 MW (aunque limitada a 800 MW debido a los límites de consentimiento de recursos ), es la central hidroeléctrica más grande de Nueva Zelanda y la segunda central eléctrica más grande de Nueva Zelanda. La estación se destaca por la controversia y las protestas ambientales de la Campaña Save Manapouri contra el aumento del nivel del lago Manapouri para aumentar la carga hidráulica de la estación , que galvanizó a los neozelandeses y fue uno de los cimientos del movimiento ambiental de Nueva Zelanda .

Terminado en 1971, Manapōuri se construyó principalmente para suministrar electricidad a la fundición de aluminio Tiwai Point cerca de Bluff , a unos 160 km (99 millas) al sureste. La estación utiliza la caída de 230 metros (750 pies) entre el brazo occidental del lago Manapouri y la rama Deep Cove del Doubtful Sound a 10 km (6,2 millas) de distancia para generar electricidad. La construcción de la estación requirió la excavación de casi 1,4 millones de toneladas de roca dura para construir la sala de máquinas y un túnel de cola de 10 km, con un segundo túnel de cola paralelo completado en 2002 para aumentar la capacidad de la estación.

Desde abril de 1999, la central eléctrica pertenece y es operada por el generador de electricidad estatal Meridian Energy .

Construcción

La sala de máquinas de la central eléctrica fue excavada en roca de granito sólido 200 metros por debajo del nivel del lago Manapōuri. Dos túneles de desagüe llevan el agua que pasa a través de la central eléctrica hasta Deep Cove , un ramal de Doubtful Sound , a 10 kilómetros (6,2 millas) de distancia.

El acceso a la central eléctrica se realiza a través de un túnel de acceso de vehículos de dos kilómetros que desciende en espiral desde la superficie, o un ascensor que desciende 193 metros (633 pies) desde la sala de control sobre el lago. No hay acceso por carretera al sitio; un servicio regular de botes transporta a los trabajadores de la central eléctrica en 35 km a través del lago desde Pearl Harbor , ubicado en la ciudad de Manapouri en la esquina sureste del lago.

Este mismo acceso se usó durante muchos años para transportar turistas para recorridos públicos del sitio, pero desde 2018 el trabajo de mantenimiento de Meridian Energy significa que los recorridos están cerrados "por un período indefinido".

La construcción original de la central eléctrica costó NZ $ 135,5 millones (NZ $ 2,15 mil millones en dólares de 2013), requirió casi 8 millones de horas hombre para construir y se cobró la vida de 16 trabajadores.

Poco después de que la central eléctrica comenzara a generar a plena capacidad en 1972, los ingenieros confirmaron un problema de diseño. Mayor que la fricción previsto entre el agua y las paredes del túnel tailrace destinados reducida hidrodinámico cabeza . Durante 30 años, hasta 2002, los operadores de la estación se arriesgaron a inundar la central eléctrica si la operaban a una potencia superior a 585 megavatios (784.000 hp) (con un nivel alto del lago y una marea baja, la estación podía generar hasta 603 megavatios (809.000 hp)). ), muy por debajo de la capacidad máxima diseñada de 700 megavatios (940 000 hp). La construcción de un segundo túnel de descarga a fines de la década de 1990, de 10 kilómetros (6.2 millas) de largo y 10 metros de diámetro, finalmente resolvió el problema y aumentó la capacidad a 850 megavatios (1,140,000 hp). El aumento del flujo de salida también aumentó la altura efectiva, lo que permitió que las turbinas generaran más energía sin usar más agua.

Historia

Historia temprana

Los primeros topógrafos que mapearon este rincón de Nueva Zelanda notaron el potencial de generación hidroeléctrica en la caída de 178 metros desde el lago hasta el mar de Tasmania en Doubtful Sound . La idea de construir una central eléctrica fue formulada por primera vez por Peter Hay, ingeniero supervisor del Departamento de Obras Públicas, y Lemuel Morris Hancock, ingeniero eléctrico y superintendente general del Departamento de Transmisión de la Compañía de Gas y Electricidad de California durante su inspección de noviembre de 1903. de los lagos Manapōuri y Te Anau. Cada uno de los informes de 1904 de Hay y Hancock señaló el potencial hidráulico de los sistemas lacustres, al estar tan alto sobre el nivel del mar, y si bien el aislamiento accidentado de la región significaba que no sería práctico ni económico generar energía para el consumo doméstico, el Los ingenieros se dieron cuenta de que la ubicación y la escala del proyecto lo hacían especialmente adecuado para desarrollos electroindustriales como la producción electroquímica o electro-metalúrgica.

En enero de 1926, un sindicato con sede en Wellington de diez hombres de negocios encabezado por Joseph Orchiston y Arthur Leigh Hunt, New Zealand Sounds Hydro-Electric Concessions Limited , recibió el gobierno a través de una Orden en el Consejo los derechos para desarrollar las aguas que desembocaban en Deep Cove, Doubtful Sound y las aguas del lago Manapōuri, para generar en total unos 300.000 caballos de fuerza (220.000 kW). La compañía intentó atraer financiamiento australiano, británico y estadounidense para desarrollar el proyecto, que habría requerido la construcción de una casa de máquinas y un complejo de fábrica en Deep Cove, con alojamiento para unos 2.000 trabajadores e instalaciones de muelle, con el complejo produciendo nitrógeno atmosférico en la forma de fertilizantes y municiones. Varios intentos de financiar el plan no tuvieron éxito, con la expiración de los derechos de agua y la empresa desapareciendo en la oscuridad en la década de 1950.

En 1955 comienza la historia moderna de Manapōuri, cuando Harry Evans , un geólogo de Nueva Zelanda de Consolidated Zinc Proprietary Ltd, identificó un depósito comercial de bauxita en Australia en la costa oeste de la península de Cape York , cerca de Weipa . Resultó ser el depósito de bauxita más grande del mundo descubierto hasta ahora. En 1956 , se formó Commonwealth Aluminium Corporation Pty Ltd , más tarde conocida como Comalco, para desarrollar los depósitos de bauxita. La empresa comenzó a investigar las fuentes de grandes cantidades de electricidad barata necesarias para reducir la alúmina recuperada de la bauxita en aluminio. Comalco se decidió por Manapōuri como esa fuente de poder y Bluff como el sitio de la fundición. El plan era refinar la bauxita para convertirla en alúmina en Queensland, enviar la alúmina a Nueva Zelanda para fundirla en metal y luego enviarla al mercado.

Historia de la construcción

  • Febrero de 1963, Bechtel Pacific Corporation ganó el contrato de diseño y supervisión.
  • Julio de 1963, Utah Construction and Mining Company y dos empresas locales ganaron contratos para construir el túnel de cola y la carretera Wilmot Pass. Utah Construction también ganó el contrato de la casa de máquinas.
  • En agosto de 1963, Wanganella , un antiguo transatlántico de pasajeros , fue amarrado en Doubtful Sound para ser utilizado como albergue para los trabajadores que construían el túnel de escape. Durante la década de 1930, fue un crucero de pasajeros trans-Tasmania de primera categoría, con alojamiento para 304 pasajeros de primera clase. Continuó sirviendo como albergue hasta diciembre de 1969.
  • Febrero de 1964, comenzó la construcción del túnel de cola.
  • Diciembre de 1967, se completó la construcción de la casa de máquinas.
  • Octubre de 1968, avance del túnel.
  • El 14 de septiembre de 1969, la primera agua fluyó a través de la central eléctrica.
  • Septiembre / octubre de 1969, puesta en servicio de los primeros cuatro generadores.
  • Agosto / septiembre de 1971, se pusieron en servicio los tres generadores restantes.
  • 1972, se encargó la estación. Fue entonces cuando los ingenieros confirmaron las limitaciones de la capacidad máxima debido al exceso de fricción en el túnel de cola.
  • En junio de 1997, comenzaron las obras de construcción del segundo túnel de descarga por parte de una empresa conjunta de Dillingham Construction / Fletcher Construction / Ilbau .
  • 1998, la tuneladora Robbins comienza a perforar en el extremo del túnel de Deep Cove .
  • 2001, avance del túnel.
  • 2002, se puso en servicio el segundo túnel. Se inicia una remodelación a mediana edad de $ 98 millones de las siete unidades generadoras, con el objetivo de elevar su producción eventual a 135 MVA (121,5 MW) cada una. Para junio de 2006, se habían mejorado cuatro unidades generadoras y el proyecto estaba programado para finalizar en agosto de 2007. Para fines de 2007, se habían mejorado las siete turbinas.
  • En 2014, se reemplazaron tres transformadores tras el descubrimiento de un problema con el enfriador de aceite en uno de los siete transformadores de Manapōuri durante el mantenimiento en marzo. El primer transformador retirado fueron las piezas de hardware más grandes que abandonaron la estación desde su finalización. Los tres transformadores fueron reemplazados por otros de nueva fabricación, entregados a través de Wilmot Pass entre diciembre de 2014 y febrero de 2015.

Historia politica

En julio de 1956, el Departamento de Electricidad de Nueva Zelanda anunció la posibilidad de un proyecto utilizando el agua de Manapōuri, una central eléctrica subterránea y un túnel de descarga subterráneo que descarga el agua en Deep Cove en Doubtful Sound . Cinco meses después, Consolidated Zinc Proprietary Limited (más tarde conocida como Comalco) se acercó formalmente al gobierno de Nueva Zelanda para adquirir una gran cantidad de electricidad para la fundición de aluminio.

El 2 de mayo de 1961 Stan Goosman, del Ministerio de Obras para el Primer Gobierno Nacional, firmó un acuerdo que obligaba a cualquier gobierno futuro a seguir adelante con este proyecto.El 19 de enero de 1960, el Gobierno Laborista y Consolidated Zinc / Comalco firmaron un acuerdo formal. acuerdo para Consolidated Zinc para construir una fundición de aluminio en Tiwai Point y una central eléctrica en Manapōuri. El acuerdo violó la Ley de Parques Nacionales, que preveía la protección formal del Parque y requería una legislación posterior para validar el desarrollo. Consolidated Zinc / Comalco recibió derechos exclusivos sobre las aguas de los lagos Manapōuri y Te Anau durante 99 años. Consolidated Zinc / Comalco planeó construir presas que elevarían el lago Manapōuri en 30 metros (98 pies) y fusionarían los dos lagos. La Campaña Guardar Manapouri nació, que marca el comienzo del movimiento ambiental moderno Nueva Zelanda.

En 1963, Consolidated Zinc / Comalco decidió que no podía costear la construcción de la central. El gobierno de Nueva Zelanda se hizo cargo. La electricidad generada por la planta se vendió a Consolidated Zinc / Comalco bajo un acuerdo diseñado para devolver el costo de construcción de la central eléctrica al gobierno.

En 1969, los derechos de energía eléctrica de Consolidated Zinc se transfirieron a Comalco Power (NZ) Ltd, una subsidiaria de Comalco Industries Pty Ltd, con sede en Australia .

En 1970, la campaña Save Manapouri organizó una petición al Parlamento en la que se oponía a elevar el nivel del agua del lago Manapōuri. La petición atrajo 264,907 firmas, equivalente a casi el 10 por ciento de la población de Nueva Zelanda en ese momento.

En 1972, Nueva Zelanda eligió un nuevo gobierno laborista. En 1973, el primer ministro, Norman Kirk , cumplió la promesa electoral de su partido de no elevar los niveles de los lagos. Creó un organismo independiente, los Guardianes del Lago Manapōuri, Monowai y Te Anau , para supervisar la gestión de los niveles del lago. Los seis Guardianes originales eran todos líderes prominentes de la Campaña Save Manapouri .

En 1984, el Partido Laborista volvió al poder en las elecciones generales . El período resultante fue tumultuoso, con los controvertidos ministros del Partido Laborista Roger Douglas y Richard Prebble impulsando la rogernomía , una rápida introducción de las reformas de " libre mercado " y la privatización de los activos del gobierno. Muchos sospechaban que la central eléctrica de Manapōuri se vendería, y Comalco era el comprador obvio. En 1991, se reactivó la campaña Save Manapouri , con muchos de los mismos líderes y se renombró como Power For Our Future . La Campaña se opuso a la venta de la central eléctrica para asegurar que Comalco no rehabilitara sus planes para elevar las aguas del lago Manapouri. La campaña tuvo éxito. El gobierno anunció que Manapōuri no sería vendido a Comalco.

El 1 de abril de 1999, entró en vigor la reforma de 1998 del sector eléctrico de Nueva Zelanda: la Corporación de Electricidad de Nueva Zelanda se disolvió y Manapōuri se transfirió al nuevo generador de propiedad estatal Meridian Energy .

En julio de 2020, Rio Tinto anunció que cerraría la fundición de aluminio en Bluff en agosto de 2021, lo que desencadenó discusiones sobre cómo utilizar la energía generada en Manapouri. En enero de 2021, Rio Tinto dijo que mantendrían abierta la fundición hasta diciembre de 2024.

Especificaciones y estadísticas

Central eléctrica

Generadores y excitadores en el piso de la máquina, antes de la remodelación
Fotografía que muestra la sala de turbinas en octubre de 2006, mientras se realizaba una remodelación de la central eléctrica. En la parte inferior derecha se muestran dos de los rotores de turbina Francis que están listos para ser instalados en los generadores.
Producción de energía anual promedio 4800 GW · h
Estación que genera salida 850 MW
Número de unidades generadoras 7
Cabeza de red 166 metros
Descarga máxima de la rampa de cola 510 m 3 / s
Turbinas 7 × tipo Francis vertical , 250 rpm, 121,5 MW fabricado por General Electric Canada International Inc.
Generadores 7 × 13,8 kV, 121,5 MW / 135 MVA (5648 A), fabricado por Siemens Aktiengesellschaft (Alemania).
Transformadores 8 × 13,8 kV / 220 kV, nominal de 135 MVA, fabricado por Savigliano (Italia) 1 El transformador se guarda como unidad de repuesto.

Ingeniería civil

Sala de máquinas 111 m de largo, 18 m de ancho, 34 m de alto
Primer túnel de cola 9817 m, 9,2 m de diámetro
Segundo túnel de cola 9829 m, 10,05 m de diámetro
Túnel de acceso por carretera 2.042 m, 6,7 m de ancho
Ejes de cable 7 × 1,83 m de diámetro, 239 m de profundidad.
Hueco del ascensor 193 metros
Compuertas 7 × 180 m de largo

Operación

La inercia masiva de la columna de agua en el largo túnel de cola hace que los cambios rápidos en la generación de Manapōuri sean difíciles. Además, debido a que el túnel de descarga emerge al nivel del mar en Deep Cove, la producción de energía puede verse influenciada por el estado de la marea allí. El rango máximo de mareas es de 2 · 3 metros (7'8 "), que es un poco más del uno por ciento de la altura de la estación. El gráfico muestra una variación de aproximadamente 5MW vinculada no al ciclo habitual de veinticuatro horas de uso de electricidad, sino a las épocas de marea alta y baja, que se repiten durante todo el día.

Generación y altura de la marea.
Líneas eléctricas de la central eléctrica al otro lado del lago y sobre las montañas

Transmisión

Manapōuri está conectado al resto de la Red Nacional a través de dos líneas de transmisión de 220 kV de doble circuito. Una línea conecta Manapōuri a Tiwai Point a través de la subestación North Makarewa, al norte de Invercargill, mientras que la otra línea conecta Manapōuri a la subestación Invercargill, con un circuito que también se conecta a la subestación North Makarewa. Otra línea de 220 kV de doble circuito conecta Invercargill con Tiwai Point.

Si Tiwai Point redujera la demanda o cerrara, la generación de Manapōuri tendría que reducirse para evitar la sobrecarga de las líneas de transmisión de la parte baja de la Isla Sur. El Proyecto Clutha Upper Waitaki Lines (CULWP) está en construcción a partir de septiembre de 2021 para aliviar esta restricción, lo que permite enviar 400 megavatios adicionales al norte.

Referencias

Bibliografía

Notas

enlaces externos